全部分类/
农业与职业/
金属加工·热加工

金属加工·热加工

2026年05期

《金属加工》创办于1950年，始终服务于金属加工领域，作为我国金属加工技术发展历程的忠实记录者和传播者，为广大企业和读者提供了数量巨大、实用性强、具有很高参考价值的技术文章，深受广大企业及读者的喜爱，为推动我国金属加工技术与装备水平的提高做出了卓越的贡献。

扫码免费借阅

目录

快速导航

高能束加工专题 | 激光诱导冲击波的力学效应及其典型应用技术综述

高能束加工专题 | 激光诱导冲击波的力学效应及其典型应用技术综述

摘要：激光诱导冲击波是由高功率、短脉冲激光与材料相互作用，引发等离子体产生并快速膨胀所形成的一种强瞬态力学效应。其典型特征是在材料内部产生GPa乃至TPa量级的极高峰值压力，并伴随 10⁷s^-1 的超高应变率。通过精确调控这一力学效应，将其发展为一系列具有工程价值的应用技术。系统综述了激光诱导冲击波的产生机理与传播规律，重点阐述了其在表面强化、精密成形、固态连接、可控分离及无损检测领域的关键技术原理与研究进展，展望了激光冲击波技术与人工智能、数字孪生及绿色制造等深度融合的未来发展方向，旨在为该技术的深入机理研究、工艺参数优化及其在航空航天、能源装备与电子信息等高端制造领域的推广提供系统性的理论支撑与技术参考。
高能束加工专题 | 钢/铝异种金属激光焊接界面组织调控机理与工艺优化研究进展

高能束加工专题 | 钢/铝异种金属激光焊接界面组织调控机理与工艺优化研究进展

摘要：钢/铝异种金属连接是新能源汽车与轨道交通轻量化制造的关键技术，其核心痛点在于界面Fe-Al金属间化合物（IMCs）的生成与脆化控制。激光焊接凭借热输入集中与能量高度可调的优势，成为实现高质量冶金结合的重要方法。围绕界面组织调控与性能提升，系统梳理了钢/铝激光焊接从经验性调试向机理与工艺协同优化的最新研究进展。探讨了IMCs成相热力学及熔池流体动力学行为，对比分析了光束空间调制、复合物理场辅助及中间层冶金重构（如高熵合金、纳米颗粒增强）等前沿工艺的强韧化机制。针对规模化工程应用指出当前研究存在的问题，并对未来发展方向进行了展望。
高能束加工专题 | 耐候钢激光-电弧复合焊接微观组织及性能研究

高能束加工专题 | 耐候钢激光-电弧复合焊接微观组织及性能研究

摘要：采用激光-电弧复合焊接技术对16mm厚Q500耐候钢进行了多层多道焊和高功率单道焊对比试验。结果表明：多层多道焊接头的热影响区宽度（1.28mm）相较于高功率单道焊接头（2.1mm）缩减40%，且焊缝面积减小53%。高功率单道焊接头焊缝上部形成细晶界铁素体，铁素体枝晶间距减小，但M-A组元平均尺寸增至1.8μm；焊缝下部均以粒状贝氏体+板条贝氏体为主，体现了厚度方向上冷却速率主导的组织分层现
焊接与切割 | 基于深度学习的承压设备焊接接头缺陷智能检测与评级

焊接与切割 | 基于深度学习的承压设备焊接接头缺陷智能检测与评级

摘要：针对传统承压设备焊接接头缺陷人工评片法存在的主观性强、效率低下、数据可追溯性差等问题，提出一种融合深度学习目标检测技术与NB/T 47013标准的智能检测与评级方法。该方法通过构建焊接缺陷数据集并训练YOLOv8s模型，采用滑动窗口推理与坐标映射策略实现高分辨率底片的全区域缺陷识别与定位，结合DPI像素到物理尺寸换算与工况参数自适应的评级规则引擎，完成缺陷参数精确计算与标准化质量评级，最终生成结构化检测报告。试验结果表明：该方法可有效识别气孔、裂纹、未焊透等多种缺陷类型，评级结果与人工评片标准参考值一致性达96%，检测效率提升4倍，为承压设备安全运行提供了高效、客观、可追溯的质量保障方案。
焊接与切割 | SiN奥氏体不锈钢配套焊接材料抗热裂敏感性与焊接接头性能研究

焊接与切割 | SiN奥氏体不锈钢配套焊接材料抗热裂敏感性与焊接接头性能研究

摘要：通过控制Ni、Cr当量，设计并制备6种SiN奥氏体不锈钢配套焊接材料，采用环形块焊接试验评价焊接材料的抗热裂能力，获得优化成分，并进一步测试焊接接头的力学性能与耐硝酸腐蚀性能。结果表明：当焊接材料熔敷金属中δ-铁素体含量达到8.2%时，不会产生焊接热裂纹；与304L不锈钢相比，SiN不锈钢焊接接头具有更高的抗拉强度，温度为95℃以下时，其在模拟乏燃料后处理料液（含有一定浓度氧化性阳离子的6M硝酸溶液）中的腐蚀速率约为0.1mm/a，仅为304L不锈钢焊接接头腐蚀速率的1/4。
焊接与切割 | 镀锌风管激光焊接头组织性能及锌元素含量研究

焊接与切割 | 镀锌风管激光焊接头组织性能及锌元素含量研究

摘要：通过激光填丝焊接方法，在不去除镀锌层的前提下实现镀锌风管薄钢板的焊接。通过金相显微镜、电子万能试验机观察接头的组织结构和力学性能。研究表明：在激光功率为3020～3340W，焊接速度为4～8mm/s，送丝速度为1.8～2.2m/min，离焦量为+3～+7mm的工艺参数范围内，焊缝区和热影响区的铁素体和马氏体分布均匀；当激光功率为3180W，焊接速度为7mm/s，送丝速度为2.0m/min，离焦量为+5mm时，接头拉伸载荷最高达到30.96kN。通过EPMA检测可知焊缝处无Zn元素，说明激光焊接过程中锌蒸气并未对其造成影响。
焊接与切割 | 煤矿用电动装载机铲刀板焊接接头的疲劳性能研究

焊接与切割 | 煤矿用电动装载机铲刀板焊接接头的疲劳性能研究

摘要：铲刀板由多块金属板材焊接而成，焊接接头质量直接影响铲刀板的整体强度和使用寿命。在煤矿作业中，铲刀板焊接接头在反复载荷作用下，承受巨大的冲击力和磨损，易导致疲劳破坏。为更好分析焊接接头的疲劳寿命，针对煤矿用电动装载机铲刀板焊接接头的疲劳性能展开研究。对铲刀板焊接接头的结构应力展开分析，明确其在复杂受力状态下的应力分布特征；借助焊接数值模拟技术，构建S-N曲线，精准描述焊接应力幅值与接头疲劳寿命之间的反比关系；在此基础上，求解热点应力，设计有限元模型，并对其进行验证，实现对焊接元件疲劳寿命的科学预测。试验结果表明：若焊缝余高为定值，低应力情况下，搭接长度对焊接接头疲劳性能的影响较大，搭接长度越大则接头的使用寿命越长；高应力情况下，搭接长度对焊接接头疲劳性能则无显著影响。
焊接与切割 | 某电厂凝汽器管焊缝穿孔失效分析

焊接与切割 | 某电厂凝汽器管焊缝穿孔失效分析

摘要：某电厂凝汽器管化学清洗后焊缝出现穿孔，为明确泄漏原因及穿孔机理，对管子进行水垢成分、微观形貌和水质分析等，发现水垢主要成分为 CaCO₃ ，并含有一定量S、P等腐蚀物。结果表明：管内壁硬垢阻塞腐蚀物流动，导致腐蚀产物在垢下积聚。化学清洗过程中氨基磺酸与碳酸钙剧烈反应产生大量 CO₂ 气体，形成空泡腐蚀效应。加之焊缝相对薄弱，最终在多种因素作用下发生穿孔泄漏。通过分析并给出合理化建议，为后续问题处理提供借鉴。
焊接与切割 | 双相钢激光拼焊接头力学性能预测及模拟

焊接与切割 | 双相钢激光拼焊接头力学性能预测及模拟

摘要：为获得DP980双相钢激光拼焊接头力学性能，制备含有不同焊接接头分区试样，结合“混合法则”获得接头各区域力学性能，并进行有限元模拟验证，分析纵向接头变形与失效。结果表明：不同分区试样接头的载荷-位移模拟曲线与试验曲线吻合；纵向接头载荷-位移模拟与试验曲线接近，模拟断裂位置与实际断裂位置一致；纵向接头断裂失效模式由焊缝区中心向两边延伸至母材区；接头宏观断口形貌表明，焊缝区、软化区及母材区均分布等轴韧窝，接头整体呈塑性断裂模式。
增材制造 | 绿光粉末床熔融成形铜及铜合金研究进展

增材制造 | 绿光粉末床熔融成形铜及铜合金研究进展

摘要：激光粉末床熔融成形（LPBF）作为先进的增材制造技术，为铜及其合金成形具有精密复杂几何结构与高性能要求零部件的一体化制造提供了新途径。然而铜材料的易氧化、高反射率、高热传导率和高熔点等特性，易导致LPBF过程中出现熔池失稳、气孔和应力变形等缺陷，严重制约成形质量与应用推广。通过梳理LPBF成形原理与典型缺陷类型，重点分析了铜及其合金在LPBF加工中所面临的关键问题与现有解决策略，并聚焦于近年来绿激光在制备纯铜、CuCrZr和CuCrNb合金方面的研究进展，结合本团队在绿光LPBF成形纯铜及其合金的实践积累，明确了绿激光在高反射材料高质量成形方面的技术优势与发展潜力。此外，从过程实时监控与反馈、光束整形及大幅面多光束多材料复合制造3个前沿方向，展望了铜及其合金激光增材制造的未来发展趋势，以期为该领域的科研创新与工程应用提供理论参考与技术引导。
增材制造 | K447A高温合金激光金属沉积修复组织及拉伸性能研究

增材制造 | K447A高温合金激光金属沉积修复组织及拉伸性能研究

摘要：采用激光金属沉积方法（LMD）对K447A高温合金基材进行了高质量修复，利用OM、SEM、EDS和拉伸试验等方法，对母材及修复区的组织特征、元素分布、物相分布及力学性能进行了研究，为高温合金修复的推广应用提供了理论支撑。研究表明：采用LMD修复的K447A高温合金，其修复区微观组织以胞状-枝晶形貌为主，枝晶内弥散分布细小的γ'相，枝晶间存在元素偏析。试样1抗拉强度为586MPa，显著高于试样2与试样3，而三者的屈服强度无明显差异。断裂主要发生在修复熔合区，断口呈典型韧性断裂特征。
增材制造 | 增材制造316H不锈钢显微组织演变机制研究

增材制造 | 增材制造316H不锈钢显微组织演变机制研究

摘要：316H不锈钢因具备优异的高温力学性能和抗辐照能力，在能源装备、航空航天等极端工况中展现出广阔的应用前景。为充分发挥316H不锈钢在极端环境下的性能潜力并满足复杂构件的定制化需求，采用选区激光熔化（SLM）工艺制备316H不锈钢，系统揭示了其在增材制造过程中的显微组织演变规律。结果表明：SLM成形316H不锈钢的显微组织存在多尺度异质结构，且呈各向异性特征，在打印面呈交叉分布的熔池条带，而在构建面上则呈沿构建方向外延生长的柱状晶与鱼鳞状搭接的熔池形貌。经反复热循环，构建方向的晶粒尺寸明显粗化。在低层错能和高冷却速率的共同作用下，316H不锈钢成形组织为单一奥氏体，无其他相析出。材料内部小角度晶界比例约为50%，且表现出显著的局部应变集中。打印面的局部应变集中程度显著高于构建面，这与温度梯度及晶粒竞争生长密切相关。研究表明：SLM成形316H不锈钢过程中存在竞优生长、塑性剪切变形与动态再结晶3种机制，其中竞优生长占主导地位。织构分析进一步证实：合金内部形成的生长织构为<110>//Z0、<110>//X0、<100>//X0，变形织构为<111>//X0、<112>//X0，再结晶织构为<113>//X0，为理解增材制造316H不锈钢的微观组织形成机理及性能调控提供了重要依据。
热处理 | ER8钢动态压缩性能研究

热处理 | ER8钢动态压缩性能研究

摘要：通过对ER8钢进行动态压缩性能测试，分析其高速冲击下的组织演变行为及试样的屈服、变形、断裂行为，从而为其服役安全提供理论指导。研究发现：随工程应变率提升，ER8钢峰值应力呈线性增长趋势。当应变率低于约3500s ^-1时，屈服强度波动较小；当应变率高于此值时，则呈缓慢增长趋势。在5500s ^-1应变率下，试样获得最大的屈服强度和峰值应力，分别为1075MPa和2065MPa。所研究的ER8钢在560～5520s ^-1应变率范围内，所有动态压缩样品均未发生断裂，且ASB或剪切带在试样中并未广泛形成，展现出低的绝热剪切敏感性。
热处理 | 强渗和扩散时间对18CrNiMo7-6钢碳扩散行为的影响

热处理 | 强渗和扩散时间对18CrNiMo7-6钢碳扩散行为的影响

摘要：两段式渗碳强渗和扩散时间的合理分配是平衡渗碳效率和组织性能的关键。建立了18CrNiMo7-6齿轮钢在940℃两段式气体渗碳过程碳原子扩散的有限元计算模型，并开展了试验验证。基于此，定量研究了强渗和扩散时间对渗碳层碳浓度分布的影响。结果表明：工件在强渗期和扩散期内碳原子表现出不同的扩散行为。在强渗期内，工件表面和心部碳浓度均逐渐增加，但表面碳浓度增加速率显著高于心部。在扩散期初期，表面碳浓度迅速降低，而心部碳浓度迅速增加，在达到临界扩散时间 t_c=15h 后，表面碳浓度基本保持不变，而心部碳浓度缓慢增加。从提高渗碳效率和获得需求的碳浓度分布两方面综合考虑，可在保持扩散时间不低于临界扩散时间的前提下增加强渗时间。
热处理 | 基于正交试验设计的QBe2铍青铜热处理工艺优化

热处理 | 基于正交试验设计的QBe2铍青铜热处理工艺优化

摘要：采用 L₉(3³) 正交试验法系统研究了固溶温度（780～820℃）、时效温度（300～350℃）和时效时间（1～3h）对QBe2铍青铜组织与性能的影响规律。结果表明：各工艺参数对硬度影响的主次顺序为时效温度＞固溶温度＞时效时间，获得最高硬度的工艺为 800^°C×10min 固溶处理 +325^°C×3h 时效处理，此时合金硬度达到（385±6）HV0.1，较初始状态提升82%。显微组织分析表明：在优化工艺下，合金组织中形成高密度弥散分布的纳米级析出相，产生显著的沉淀强化效应；当时效温度升至350℃，析出相明显粗化并伴随不连续析出物形成，导致合金进入过时效阶段。通过本研究得出，优化固溶和时效工艺可有效调控析出相特征，从而实现合金性能的显著提升。
热处理 | GCr15钢传动轴校直断裂机理分析

热处理 | GCr15钢传动轴校直断裂机理分析

摘要：某规格为 ?50mm 的GCr15钢传动轴，中频感应淬火后在校直过程中发生断裂。通过对断裂传动轴进行宏观断口、微观形貌、金相组织、硬度检测和化学成分分析，确定了传动轴断裂的性质和原因。结果表明：该传动轴的断口裂纹源具有沿晶韧窝断裂特征，其断裂失效性质为脆性断裂；GCr15钢传动轴原材料带状和网状碳化物超标；中频感应淬火温度过高，导致传动轴表面和心部硬度值均偏高；表层过热导致马氏体组织粗大，使传动轴的脆性增加；在淬火应力和校直应力叠加作用下，传动轴内部残余应力大幅增加而引发裂纹，这是导致传动轴校直断裂的主要原因。针对该断裂原因，给出了优化中频感应淬火工艺、加强原材料采购及入厂复检管理、改善校直工艺等改进建议。
热处理 | 车用42CrMo钢凹面工作辊表面中频感应淬火工艺研究

热处理 | 车用42CrMo钢凹面工作辊表面中频感应淬火工艺研究

摘要：凹面工作辊广泛应用于轧制加工领域，其表面性能对轧制设备运行效率与使用寿命有着关键影响。在生产过程中发现中频感应淬火工艺后42CrMo钢凹面工作辊表面硬度一致性差（中心低两边高），且存在螺旋状软带和淬火层深度分布不均匀现象，严重损害了轧制产品的质量和性能。针对该问题，研究了表面中频感应淬火工艺，分析了凹面工作辊表面淬火的技术要求，根据其细长结构特性，重新制定了淬火工艺流程；优化了其淬火及炉内回火温度，采用了连续加热喷淬技术，增加了导磁体以集中加热功率，调节了感应器上升速度；并通过自制塞规，严格控制了感应器与工件间距。采用改进中频感应淬火工艺后的工件测试结果表明：凹面工作辊表面硬度一致性良好，硬度达到了42～48HRC，淬火层深度约为1.2mm，组织为均匀细小马氏体，满足技术规范。上述分析表明：改进的中频感应淬火工艺能够有效提升产品质量，降低生产成本，缩短生产周期，对实际生产具有重要意义。
铸造与锻造 | 熔模铸造陶瓷型壳热应力控制技术研究进展与应用

铸造与锻造 | 熔模铸造陶瓷型壳热应力控制技术研究进展与应用

摘要：熔模铸造是航空航天领域精密零部件制造的关键工艺，其产品质量在很大程度上取决于陶瓷型壳的性能表现。热应力导致的型壳开裂与变形是引起铸件缺陷的主要原因。系统分析了脱蜡、烧结及浇注过程中陶瓷型壳热应力的形成机理，从材料体系优化、工艺参数调控、结构设计创新和智能控制技术4个维度，全面综述了热应力控制策略的研究进展。结果表明：通过采用微波脱蜡技术（275℃×30min）、优化浆料粉液比（2.0～2.9：1）、应用碳纤维增强型壳（厚度降至5～7mm）及多物理场数值模拟等综合技术手段，可有效降低型壳热应力30%以上，使航空发动机叶片等关键铸件的成品率从72%提升至95%以上，尺寸精度显著提高（达到CT7级）。本文为熔模铸造陶瓷型壳的应力控制提供了系统的理论支撑和可行的工程解决方案。
铸造与锻造 | A380压铸铝合金汽车连接件断裂原因分析

铸造与锻造 | A380压铸铝合金汽车连接件断裂原因分析

摘要：通过宏观观察、CT扫描、断口分析、金相分析、成分分析及力学性能检测等多种手段，对A380压铸铝合金连接件发生断裂的失效原因进行了系统分析。研究发现：该连接件的失效模式为脆性沿晶断裂，存在过烧组织特征，包括三角晶界、晶界加宽和晶界复熔现象：导致晶界弱化，材料抗拉强度仅为173MPa，远低于标准要求。同时，断口区域存在缩松缺陷，在应力集中位置充当裂纹源。结果表明：热处理过程中的过烧导致晶界弱化，外力作用下应力集中于次表面缩松缺陷处形成裂纹源，裂纹沿弱化晶界快速扩展，最终导致零件断裂。
检测 | 不同射线激励下国产非晶硅平板探测器成像性能测试

检测 | 不同射线激励下国产非晶硅平板探测器成像性能测试

摘要：针对CsI和GOS闪烁体材料非晶硅平板探测器（型号3025ZF），评估了其在连续谱X射线、脉冲X射线及γ射线激励下的成像性能。试验结果表明：在连续谱X射线和脉冲X射线激励下，两种探测器均满足NB/T 47013.11—2023标准的A级图像分辨率和灵敏度要求，其中CsI探测器在分辨率和灵敏度上表现更优，而GOS探测器在信噪比方面更具优势。然而，在γ射线激励下，两种探测器成像质量显著下降，图像灵敏度和分辨率均未能达到标准要求，其主要受限于γ射线的高能量与较大焦点尺寸。研究结果为DR系统探测器选型提供了试验依据，并为不同应用场景的适用性提供了参考。

过往期刊

更多

猜你喜欢

济南市图书馆电子阅览室