N.材料先进制备加工技术中国材料研讨会_先进加工技术
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2011中国材料研讨会 5.17-5.20 北京
国家会议中心
N．材料先进制备加工技术 分会主席：谢建新、曲选辉、刘雪峰
单元N1：5月19日上午 主持人：谢建新，李元元 08：30---09：00am *N1 多场作用下金属粉末成形烧结一体化方法的研究进展
李元元，李小强，杨超；华南理工大学机械与汽车工程学院
为了探索高致密、高性能、短流程、节能和低成本的金属粉末成形与烧结方法，分别对电-热-力三场和电-磁-热-力四场作用下的粉末成形与烧结机理、关键技术以及相应装备进行了研究。研制出一套集电、磁、热、力多个场作用下的粉末成形与烧结一体化设备；建立了多个场作用下的粉末成形与烧结模型；明晰了场间的交互作用机理和烧结机理；优化了多场作用下碳化钨、钨基、钛基、铁基等粉末的成形和烧结一体化工艺；证实在电-热-力三场作用基础上耦合交变磁场可改善温度场分布，进一步促进粉体致密、改善烧结组织与性能。研究表明，多场作用下的粉末成形烧结一体化方法在制备优质粉末冶金材料和零件方面优势显著。
09：00---09：30am *N2 多元多相合金及其结构件铸造过程的凝固基础 介万奇；西北工业大学凝固技术国家重点实验室
本文从我国古代铸造技术的发展说起，概括了凝固理论与技术的应用背景和发展历程。宏观总结了自20世纪50年代以来现代凝固理论与技术的发展。进而分析了近年来多组元合金凝固理论及技术研究的新进展，这些进展主要体现在以下3个方面：(1)将热力学原理与扩散动力学的分析相结合，进行多元合金凝固过程的分凝行为、凝固路径和相析出规律的预测；(2)采用二元合金凝固扩展模型、界面寻踪模型和相场分析等方法，进行多元合金凝固过程生长形貌演变规律的研究；(3)铸锭与铸件宏观凝固过程的模拟研究。进而指出了凝固理论与技术研
究的4个重点发展方向，即：(1)多元多相合金非平衡凝固行为的热力学与动力学耦合理论；(2)多元多相合金凝固过程的多层次表征及跨层次耦合；(3)多元多相合金非平衡凝固过程中熔体-界面-传输的协同调控原理；(4)电磁场及高能束作用下多元多相合金的凝固行为及其控制原理。最后介绍了作者关于多组元合金凝固的4个方面的研究工作，即：铸锭与大型铸件中的宏观偏析；枝晶凝固中固相分数变化与微观偏析；三组元合金的凝固模型；II－VI族化合物半导体晶体生长过程中的分凝与偏析。
09：30---09：50am
N3
双流浇注连续铸造工艺参数对凝固液穴的影响 郑小平，张卫文，邵明；华南理工大学
双流浇注连续铸造技术（DSPCC）是一种“液-液复合”制备层状金属复合材料的新兴工艺，其特点是两股液态金属熔体通过对流传质形成具有毫米级微观尺度、成分与组织梯度过渡的冶金结合界面。本文利用双流浇注连续铸造技术制备了7075/6009铝合金梯度复合铸锭，分析了铸造温度、铸造速度、节流孔径、内导管插入结晶器深度这四个双流浇注连续铸造工艺参数对结晶器内凝固液穴的影响，并利用内层合金元素扩散来表征铸造工艺参数，研究了内层合金元素扩散与凝固液穴的关系，结果表明：在7075/6009合金的双流浇注连续铸造过程中，铸造温度、节流孔径和铸造速度显著影响着凝固液穴的深度和宽度，而内导管插入结晶器深度变化对液穴宽度与深度的影响较小。内层合金元素扩散与凝固液穴存在r*2R22Rqv(Rq)chsshHHc的关系，通过试验结果与理论计算分析反映了基本一致的变化规律。
09：50---10：10am
休息
www.daodoc.com+Al2O3）/Fe复合材料。研究了Al元素的加入及其加入量对钛铁矿原位合成铁基复合材料还原过程的影响。研究表明：FeTiO3–Al–C–N2体系中Al先与钛铁矿发生反应生成钛的中间产物TixOy和Al2O3，接着C、N2与TixOy反应，最终产物中主要存在三相，即TiCN相、Al2O3相和Fe的固溶相。此外，当体系中铝的含量过高时，产物中会出现AlN相。
02：30---02：50pm
N10 硅对热处理态M2高速钢中共晶碳化物的影响 王维青，潘复生，汤爱涛；重庆大学
高速钢中碳化物的类型、形貌、数量和分布等是决定高速钢的性能的重要因素，尤其是共晶碳化物，而合金元素以及热处理对碳化物有明显的影响。本文通过金相、扫描电镜、X射线衍射分析的方法研保温2.5h的热处理过程中，片层状M2C碳化物分解为MC和M6C碳化物，在后续变形中破碎为细小的碳化物颗粒，0.8%Si的M2高速钢中碳化物的尺寸稍小些。而鱼骨状M6C在热处理过程中形态上没有变化，在后续变形后仍有尺寸较大的块状碳化物，这对性能不利。
02：50---03：10pm
N11
双金属气压顶出充芯连铸工艺的研究 梁贺，臧勃林，吴春京；北京科技大学
采用自制研究设备，运用气压顶出充芯连铸法，通过确定合理的工艺参数，制备出外径为12mm，内径为8mm的铅包锡和铜包铝双金属复合棒坯。复合棒坯连续稳定，表面质量良好，包覆层厚度均匀，界面实现了冶金结合。对铜包铝双金属复合棒坯后续拉拔加工，获得了直径为0.95mm铜包铝复合导线，通过对其力学性能和导电性能进行检测，性能高于传统相同直径铜包铝复合导线。
03：10---03：30pm
休息
03：30---03：50pm
N12 铁粉温高速压制成形的研究
陈进，肖志瑜；华南理工大学机械与汽车工程学院
温高速压制（WHVC）是一种结合温压和高速压制为一体的粉末冶金成形方法，通过冲锤冲击上模冲产生的冲击波使加热的温粉末迅速成形。该方法很好地结合了温压和高速压制的优点，同时粉末中不添加润滑剂，粉末加热温度可不受润滑剂的限制。得到的压坯比传统高速压制密度要高。本文以铁粉为原料，利用自行设计制造的一套利用重力势能驱动的温高速压制成形装置研究铁粉的成形规律，采用正交实验的方法研究了落锤冲击高度、模具加热温度、装粉量对铁基冶金材料的温高速压制成形的www.daodoc.com
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压坯密度以及生坯强度的影响，为优化铁基冶金材料的最佳温高速压制工艺提供一定的参考依据。
03：50---04：10pm
N13
Fatigue Property of Cu-12wt%Al Alloys Fabricated by Continuous Unidirectional Solidification 黄海友，聂铭君，栾燕燕，谢建新；北京科技大学
In this paper, the tensile mechanical properties and fatigue strength of single-crystalline and continuous-columnar-grained Cu-12wt%Al alloy rods prepared by vertical continuous unidirectional solidification(OCC)technology were investigated and compared with those properties of polycrystalline Cu-12wt%Al alloy prepared by conventional casting.The results of tensile mechanical test indicated that single-crystalline and columnar-grained samples had more excellent mechanical properties comparing with the polycrystalline alloy.For single-crystalline samples, the elongation was 8.7% and the tensile strength up to 717MPa, which was twice as much as that of polycrystalline samples(332MPa).For columnar-grained samples, the tensile strength was 380MPa and the elongation reached 24.2%, which was 6.5 times as much as that of polycrystalline alloy(3.7%).The fatigue strengths of single-crystalline, columnar-grained and polycrystalline alloys were measured by using descent method, which were 413MPa, 303MPa, 256MPa, respectively.Compared with the conventional casting polycrystalline samples, the single-crystalline and continuous-columnar-grained samples had higher fatigue strength.The fatigue strength of single-crystalline samples was 1.6 times as much as that of polycrystalline samples and higher than continuous-columnar-grained samples.Compared with the aging state QBe2.0 bronze(tensile strength 1250MPa, fatigue strength 200MPa), the tensile strength of single-crystalline Cu-12wt%Al alloy was 2/3 of that of QBe2.0, but the fatigue strength was twice.04：10---04：30pm
N14
奥氏体不锈钢管坯二辊斜轧穿孔裂纹的形成及控制
张凯，宋仁伯；北京科技大学材料科学与工程学院
奥氏体不锈钢圆管坯高温塑性差，易开裂，在穿孔过程中内壁经常出现裂纹（内裂）。相关文献研究了管坯的化学成分、α相、穿孔工艺对裂纹的影响，认为虽然管坯质量对穿孔内裂产生一定的影响，但产生内裂的主导原因还在穿孔工艺上。但是由于其工艺参数的调整在实际生产中较难把握规律，造成了产品成本高，生产周期长，开发新产品困难等问题。本文用有限元软件ANSYS/LS-DYNA根据某钢厂提供的锥形二辊斜轧穿孔机的实际几何参数，建立了三维有限元模型，并以0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢为例，模拟了穿孔过程。
管坯在斜轧穿孔时，受曼乃斯曼效应影响，管坯心部容易过早出现孔腔，孔腔如果提前出现就容易在穿出的毛管内外表面产生裂纹、分层、内折等缺陷。由于孔腔形成是由于中心部分金属受到交变切应力和很大的拉伸应力作用的结果。中心破裂属于韧性-脆性断裂。根据第一强度理论，模拟中设置了最大拉应力单元失效准则判断孔腔是否提前出现。管坯旋转前进到顶头，受顶头作用，材料也会屈服破坏，产生断裂。根据第四强度理论，模拟中同时设置了Von mises等效应力失效准则。
在ANSYS/LS-DYNA中，同时设置上述两种单元失效判据，模拟了穿孔过程，得到了各阶段管坯的应力应变云图和金属的流动规律，显示了裂纹的形成与分布；并得到轧制时存在打滑现象，易对管坯外表面质量产生影响，实际生产时还会加剧轧辊的磨损，使生产效率降低，应当尽量控制打滑；实际生产中存在两轧辊磨损程度不同或更换频率不同导致两轧辊表面摩擦系数不同，模拟得到两轧辊表面摩擦系数的差异容易在管坯外表面引起裂纹；同时得到了管坯倾斜进入孔型时对管坯的影响。本文对实际生产中管坯的裂纹控制具有很好的参考价值。
04：30---04：50pm
N15
粉末冶金高钒冷作模具钢不同热处理状态析出相的研究
李小明，况春江；安泰科技股份有限公司
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2011中国材料研讨会 5.17-5.20 北京
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粉末冶金高钒冷作模具钢中的微细析出相对其性能有重要影响，本文采用电解的方法提取了粉末冶金高钒冷作模具钢中的析出相，并对不同热处理状态合金的析出相进行了定量分析，用X射线衍射、扫描电镜、激光粒度、X射线小角衍射、ICP等方法对析出相的种类、形态、粒度分布和成分进行了分析。研究发现合金的析出相为V6C5，淬火态试样中一次析出碳化物尺寸大多处于0.631μm-2.512μm之间。回火态合金中有大量细小的二次析出相，响的规律与强度变化的规律相反。造成银包铝丝材力学性能上述变化规律的主要原因是其力学性能受退火软化、界面扩散相变以及由于扩散导致的包覆层和芯材合金化三种机制共同作用，在较低退火温度和较短退火时间的条件下，退火软化起主要作用，而在较高退火温度和较长退火时间条件下扩散相变和合金化起主要作用。
09：00---09：30am *N17 其尺寸在10nm-96nm之间，二次析出相占总析出相质量分数29.7%。析出相中除C、V元素外，还存在Mo、Cr、Fe三种元素，相比一次析出相，二次析出相中Cr、Fe的含量较高。
单元N3：5月20日上午 主持人：曲选辉，刘雪峰 08：30---09：00am *N16 退火对银包铝丝材界面与力学性能的影响
刘新华，刘雪峰，谢建新；北京科技大学新材料技术研究院
银包铝复合丝材在航空航天、仪器仪表领域应用广泛。本文采用冷静液挤压和拉拔的方法制备了银包铝丝材，研究了退火对所制备的丝材界面与力学性能的影响。结果表明，在150℃30分钟以下退火时，界面无明显新相生成，而200℃以上退火时则有明显的新相生成；界面中新生成的相主要为Ag3Al电子化合物（μ相）。退火温度和退火时间对界面的影响规律不同：随退火温度增加，无论在哪一退火时间下，界面层厚度均增加比较显著；而同一退火温度下，尤其是在退火温度较低时，增加退火时间时，界面厚度增加并不明显，但退火温度提高时，界面层厚度随退火时间增加的趋势加快，退火温度是界面层厚度的敏感因素；经150℃、200℃和300℃退火30分钟后的厚度分别为5~7µm、7~9µm和10~12µm。银包覆层和铝芯在界面附近的成分受退火影响，温度低于200℃时，成分变化不明显，退火温度高于200℃时，成分明显随距离变化；低于300℃时扩散过程以银向铝中扩散为主，但当温度升高到300℃时，铝也开始明显向银一侧扩散。退火对银包铝丝材的力学性能有明显的影响，在150℃和200℃退火时，随着退火时间增加，丝材强度先增大后减小，而在300℃退火时，随着退火时间增加，丝材强度一直增大；退火对丝材延伸率影集成计算材料工程及其在铸件开发过程中的应用 张瑞杰，曲选辉；北京科技大学
集成计算材料工程被定义为将计算手段所得的材料信息，与产品性能分析和制造工艺模拟相结合。其中包含了产品开发所需的多种信息：材料微观组织模型、微观结构—性能模型、材料数据库、成本分析模型等等，目标是在产品真正投产之前，通过集成计算过程使材料选择、加工制造和产品设计优化成为一个整体系统。预期可以实现更有效的探寻新材料、尽可能发掘新材料的潜力、优化制造工艺系统的各个环节、减少产品研发时间和成本。本文将重点结合铝合金铸件的生产工艺，介绍集成计算材料工程在铸件开发过程中的应用。铸件生产过程中主要有熔炼、浇铸、凝固、固溶、时效等主要的工序，这些工序中发生的主要物理现象在尺度上跨度很大，因此需要在不同尺度范围内对铸件生产过程中的物理现象进行建模，比如：充型、凝固微观组织形成、次生相溶解、强化相析出等等。建立不同尺度微观组织模型对产品性能的影响模型，并且建立不同尺度模型之间的连接关系，定量研究不同工序对后续工序及最终产品性能的影响。并且根据对铸件生产全工艺过程的分析，反馈在材料选择、铸造、时效等环节中对产品性能影响的负面因素，实现对整个铸造工艺各个工序的优化。
最后，本文简要介绍目前集成计算材料工程在其他产品开发过程中的应用情况，并且讨论集成计算材料工程的广泛应用所面临机遇与挑战。
09：30---09：50am
N18
搅拌摩擦加工细晶AZ91镁合金的组织和力学性能研究
王赛香，张大童；华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心
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2011中国材料研讨会 5.17-5.20 北京
国家会议中心
搅拌摩擦加工技术（FSP）是在搅拌摩擦焊（FSW）基础上发展起来的一种新型剧塑性变形技术，在细晶金属材料制备方面具有较大的应用潜力。本文研究了铸态AZ91镁合金经搅拌摩擦加工后的显微组织和力学性能。显微组织观察表明，合金经FSP加工后粗大的铸态树枝晶变成细小的等轴晶粒，在旋转速度400r/min、行走速度60mm/min加工条件下（Mg）晶粒尺寸约为3µm；位于晶界处的粗大相（Mg17Al12）转变为细小颗粒相。显微硬度及拉伸力学性能测试结果表明，经搅拌摩擦加工后材料的硬度、抗拉强度和断后伸长率均显著提高；在旋转速度600r/min、行走速度60mm/min时搅拌区的平均硬度、抗拉强度和断后伸长率分别为83HV、317.6MPa和21.6%（母材的分别为63.8HV、112.4Mpa和16.6%）。拉伸断口分析表明，铸态合金属脆性断裂，而搅拌摩擦加工合金由于晶粒明显细化，断裂表面存在较多的韧窝，属韧性断裂。
09：50---10：10am
休息
10：10---10：30am
N19 纳米水基板带钢轧制液摩擦特征与润滑性能研究 孙建林，王冰，武元元；北京科技大学材料科学与工程学院
全新概念的水基纳米润滑是当前板带钢冷轧生产应对节能减排的重要措施之一，为此论文以几种典型的纳米粒子为例，通过修饰与分散，制备了板带钢水基轧制液。借助SEM、XRD、四球摩擦试验机和四辊轧机，分析测试了纳米粒子的形貌特征、摩擦学性能、轧制润滑性能及轧后板带钢表面质量。实验结果表明：粒径在10-50nm的纳米Cu、纳米Fe3O4、纳米MoS2等金属纳米粒子表现出优异的摩擦学性能，由此制备的水基轧制液具有无毒环保、轧制润滑性能好、轧后表面质量优等特点。另外还初步分析了纳米润滑机理，为纳米润滑在材料加工中的应用提供理论指导。
10：30---10：50am
N20 不锈钢表面阴极微弧电沉积氧化铝涂层的制备及组织性能研究
薛文斌，金乾，杜建成；北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室
以Al(NO3)3乙醇溶液为电解液，利用阴极微弧电沉积技术在304不锈钢表面制备了80 μm厚的氧化铝涂层。采用扫描电镜和X射线衍射分析了涂层的形貌、成分和相组成，测试了涂层的抗高温氧化及电化学腐蚀性能，并探讨了阴极微弧沉积氧化铝涂层的机理。涂层由γ-Al2O3和的α-Al2O3组成。涂层中含有少量的Fe、Cr、Ni元素，表明膜/基界面附近的不锈钢基体在微弧放电作用下也参与氧化铝涂层的沉积和烧结过程。具有氧化铝涂层的不锈钢在800 ℃恒温氧化速率降低将近1倍，同时它的腐蚀电位有所提高，腐蚀电流密度降低1个数量级，其耐腐蚀性能得到提高。
10：50---11：10am
N21
高分子链的冷流和去拥挤（unjamming）转变 薛奇；南京大学化学化工学院高分子科学与工程系
高分子材料的加工通常需要在远高于其玻璃化转变温度时才可进行，这一过程将消耗大量能源、导致聚合物降解污染环境并且使材料难以再回收利用。我们发现当增大高分子链间邻近度时，单独通过施加压力就可以使高分子链在远低于比量热法测得的玻璃化转变温度时发生流动。此时相比于自由体积的理论,体系的玻璃化转变温度不但没有升高, 反而降到了测试的温度。而这一现象与近年来凝聚态物理中的一个重要课题即拥挤（Jamming）理论密切相关，通过拥挤相图我们发现，在玻璃体系中，堆积密度、施加的负载与体系的温度这三个因素共同决定了体系所处的状态。这为我们研究高分子的玻璃化转变以及高分子材料加工提供了新的思路。
11：10---11：30am
N22 脉冲强磁场下的电磁成形技术
邱立，李亮，吕以亮；华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心（筹）
电磁成形技术是利用脉冲电磁力驱动工件成形的高速率加工技术，其具有改善成形性能、减少起皱、提高成形范围等优点，是轻合金等难成形材料成形技术的研究热点。但现有电磁成形技术因驱动线圈强度不够，只能提供10T左右的磁场，加工工件的厚度一般小于2mm，这严重限制了电磁成形技术的www.daodoc.com
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发展。
本文借鉴脉冲磁体的设计理论及优化技术，结合电磁成形驱动线圈自身的特性，成功研制出可提供40T磁场的高强度驱动线圈，并建立了一套脉冲强磁场电磁成形设备系统。选用2a12铝合金板，利用该系统已完成：
1、2mm厚80mm*160mm方形盒拉延。实验表明，电磁板材成形以流动形式变形，拉延高度为20mm，变形后的板材最薄处为1.88mm。
2、5mm厚内孔翻边。预孔直径为30mm，用于Cu-Zr-Ni系统的分子动力学模拟，预测了Cu-Zr-Ni系统的成分三角形可以划分成三类区域，即晶态区、非晶态区以及晶态-非晶态共存区。同时采用分子静力学计算出Cu-Zr-Ni系统晶态区的非晶和固溶体能量差，从能量角度预测了最优的非晶成分区域。
02：00---02：30pm
*N24
Origin of lathy ferrite in AISI 304 stainle steel 翻边高度为18mm，一次翻边系数为0.55。
3、8mm厚冲孔。冲孔直径为50mm，一次放电完成，断面光滑无毛刺。选用0.1mm厚铜箔，利用该系统已完成：
1、一次完成多孔冲裁。在直径为100mm的铜箔上完成直径从2mm到16mm的一系列冲孔。
2、完成微结构成形。在铜箔面上切割出一条0.19mm宽的线槽。实验证明，脉冲强磁场技术能有效提高电磁成形的加工能力，拓展了其实现工业应用的前景。
单元N4：5月20日下午 主持人：杨院生，李家好 01：30---02：00pm
*N23 热力学和原子相互作用势计算Cu-Zr-Ni系统的非晶形成范围
崔苑苑，李家好，柳百新；清华大学材料科学与工程系
Cu-Zr-Ni块体金属玻璃系统由于其良好的非晶形成能力和优异的机械性能，成为了理论和实验研究的典型系统。在Cu-Zr-Ni块体金属玻璃的研究中，存在一个基础性的问题，即非晶形成范围。由于金属玻璃制备过程中动力学因素的限制，结构复杂的金属间化合物难以形核和长大，与非晶相竞争的主要是结构简单的固溶体。因此，研究Cu-Zr-Ni系统非晶形成范围的问题，就可以转化为比较非晶和过饱和固溶体的相对稳定性，从而确定Cu-Zr-Ni系统的最大过饱和固溶度，进而确定Cu-Zr-Ni系统的非晶形成范围。本研究采用基于原子相互作用势的分子动力学模拟，模拟过程的关键是如何描述原子之间的相互作用，即构建合适的Cu-Zr-Ni系统的原子相互作用势。为此，本研究使用实际存在的金属间化合物的物理性能进行拟合，同时采用改进的TB-SMA势形式，从而保证在整个计算范围内能量及其导数都连续光滑。将构建的原子相互作用势应during directional solidification
付俊伟，杨院生；中国科学院金属研究所
Formation and evolution details of the skeletal ferrite in AISI 304 stainle steel were investigated by liquid quenching and directional solidification techniques.The origin of lathy ferrite in AISI 304 stainle steel was confirmed.Experimental results showed that a coupled microstructure, consisting of thin lathy ferrite and austenite, solidified directly from the melt without dendrite ferrite with the withdraw velocity of 150 m/s.During the formation of the coupled microstructure, solutes Cr and Ni are rejected into liquid.As solidification proceeds, retained liquid transforms into austenite and lathy ferrite becomes coarse gradually.When solidification is completed, solid-state transformation from ferrite to austenite takes place.The thinner ferrite in the coupled microstructure is consumed by the solid state transformation.The microstructure at room temperature is composed of thin ferrite and austenite.The ferrite is parallel arrangement in the austenite matrix.Formation of the two-phase coupled microstructure is analyzed.02：30---02：50pm
N25
基于FVM的分流模非稳态挤压过程数值模拟研究 程磊，谢水生，黄国杰；北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室
由于空心铝型材分流模挤压过程中金属流动及变形的复杂性，采用基于拉格朗日网格描述的有限元法进行数值模拟时，研究对象仅局限于形状简单、截面尺寸和挤压比小的空心型材，对于大断面复杂截面铝型材分流模挤压过程的数值模拟尚未见报
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道。针对上述问题，采用基于欧拉网格描述的有限体积法，实现对大型材分流模非稳态挤压过程的数值模拟，不仅可以完整的模拟分流模挤压焊合过程，而且具有计算时间短、模拟精度高的优点，是进行大型复杂截面铝型材挤压焊合过程研究的一种十分有效方法。
02：50---03：10pm
N26 喷射轧制工艺参数对铝带材固相分数和孔隙率影响规律的模拟研究
刘允中，李凤仙，谢金乐；华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术中心
喷射轧制是一种金属半固态近净成形新技术，将熔体雾化、喷射沉积、双辊热轧有机结合，可在一步工序内从液态金属直接制备高性能金属板带材，对喷射轧制过程中铝合金材料的固相分数和孔隙率进行模拟研究有助于揭示致密化机理和指导工艺优化。初步建立了喷射轧制过程中熔滴雾化和沉积阶段的凝固和动力学模型，对喷射轧制中沉积阶段孔隙的形成规律进行了分析，结果表明可通过减小沉积时的孔隙率和在轧制阶段提供必要的厚度减薄率以获得致密材料。研究了喷射轧制主要工艺参数（如：熔滴飞行距离、气体初始速度、过热度和熔体质量流率）对7050铝合金带材沉积与成形过程中平均固相分数、孔隙率和厚度减薄率的影响规律，对致密化过程进行了理论分析。在此基础上对喷射轧制的主要工艺参数进行了优化，可使沉积材料有最低的孔隙率，且能稳定连续制备致密带材。
03：10---03：30pm
N27 轧辊喷淬热处理过程温度的测量与计算机控制 李莎，刘增辉，赵永龙；北京科技大学
针对喷淬过程中水雾、水膜、氧化铁皮及其他干扰对辊身表面温度测量的影响，本文采用红外测温仪配用自行设计的空气吹扫装置实现了喷淬过程辊面温度的测量，并选用峰值保持+复合滤波的数字滤波方法对所测温度进行抗干扰处理。以红外测温仪实测辊面温度为控制参数，根据实际温度与目标温度的差值情况，通过调节喷淬机的冷速，实现喷淬过程中按照轧辊的目标温度曲线进行控制，提高了轧辊的喷淬质量。
03：30---03：50pm
N28 稀土纳米材料的应用进展
张文毓，侯世忠；洛阳船舶材料研究所
本文概述了稀土纳米材料的研究现状，重点介绍了稀土纳米材料在发光材料、永磁材料、陶瓷、催化剂、贮氢材料、环保材料等领域的应用,对其发展前景进行了展望。希望对稀土纳米材料有所了解。
稀土纳米材料的研究与应用将有助于发现新性质，开拓新材料，已成为当前的研究热点。稀土元素特殊的电子构型使其具有特殊的光、电、磁性质。而被誉为新材料的宝库。纳米技术与稀土相结合形成的新型材料包括稀土纳米陶瓷、催化剂、永磁材料、发光材料、防晒材料、生物医药材料等。这些新型材料在信息、生命科学等领域必将发挥重要的作用。因此开展稀土纳米材料的研究、应用与开发将是一次新的机遇，对于我们稀土大国具有重要的意义。
稀土纳米材料研究现状包括：稀土纳米粉体、稀土化合物纳米薄膜、稀土纳米结构的陶瓷、稀土纳米复合与组装、稀土纳米磁性材料、稀土纳米催化剂、稀土纳米发光材料、稀土纳米光学材料。目前开发研究和应用的领域包括:.稀土发光材料、.纳米超导材料、.稀土纳米磁性材料、.稀土高性能陶瓷、.稀土纳米催化剂、稀土紫外线吸收剂、稀土精密抛光、稀土纳米贮氢材料、稀土纳米环保材料、稀土纳米薄膜材料、稀土纳米合金等。
近年来，随着纳米技术的问世，纳米技术与稀土相结合形成的新材料使稀土的应用增加了不少新的内涵，发挥出其更大的潜能。在新的前沿技术方面,又发现了稀土不少新的应用。稀土纳米材料在 21世纪必将发挥越来越重要的作用。更重要的是发挥稀土纳米材料的优异特性，开发其新的应用。
墙展 NP1
Mn对Mg-6Al合金挤压棒材组织与性能的影响 张志强，乐启炽，崔建忠；东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室
本文对不同Mn含量的Mg-6Al进行反向挤压，考察Mn对Mg-6Al镁合金挤压棒材组织与性能的影响。研究结果表明，在试验范围内随着Mn含量的增加Mg-6Al-xMn合金挤压棒材晶粒逐渐变小，硬
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度有增大的趋势；挤压棒材的抗拉强度、屈服强度和延伸率均随着Mn含量的增加现增加后降低。Mn含量为0.5%的挤压棒材抗拉强度和屈服强度最高，责任公司
航空发动机涡轮导向空心叶片是航空发动机重要零件，其无余量叶片精密铸造技术含量高，目前生分别为293 MPa、173 MPa； Mn含量为0.7%的挤压棒材延伸率最大，达20%。
NP2
钎焊工艺对铝合金真空钎焊焊缝组织的影响
高飞，陈召松，赵飞；贵州永红航空机械有限责任公司
铝合金真空钎焊时钎焊工艺对焊缝组织性能有重要影响，其中焊缝中大量存在的Si偏聚组织是影响焊缝强度不高的主要原因。本文采用15min-90min六种不同钎焊保温时间和595℃-620℃六种不同保温温度对铝合金散热器进行真空钎焊试验，通过光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪、硬度试验等研究确定保温时间和保温温度对焊缝组织的影响关系。结果表明，随着钎焊保温时间的延长和适量的提高保温温度，焊缝间的元素扩散越来越充分，Si偏聚形状由原来的树枝状向点状转变，当钎焊工艺为615℃保温75min时，焊缝组织中只有少量点状Si偏聚组织，绝大部分为固溶体，钎料对母材有少量溶蚀，结合更为牢固，工艺较佳。
NP3
减少承压铸件的铸造缺陷，提高铸件检漏合格率 白素春；中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司
我们所生产的铝合金筒体铸件技术条件要求铸件表面不能有夹渣、针孔、缩孔、缩松等缺陷，并且需要承受 FS6 气密性检验，水压试验 1.22 Mpa，筒体铸件结构复杂，尺寸大，壁厚不均，铸造热节偏多，容易产生铸造缺陷。在实际生产过程中，筒体铸件铸造缺陷多，打压合格率 50% 左右，通过对大型铝合金铸件铸造特点的分析，根据生产实践经验，利用树脂砂造型，采用底注式浇注系统，总结出一套有效的提高大型铝合金铸件承压件检漏合格率的有效方法。
NP4
一种涡轮导向叶片无余量精铸工艺研究
韩宏；中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限产工艺尚不成熟不能满足批产需求。本文总结了对该类叶片精铸的工艺研究，包括了对该类叶片生产工艺的陶瓷型芯制造工艺、浇注系统设计、制壳工艺、浇注工艺、振动光饰工艺等方面进行的试验工作。通过研究，摸索出了一套适合航空发动机涡轮导向空心叶片的无余量精铸工艺路线，获得了合理的工艺参数，成功研制出首批合格叶片并参加了试车考核，为该类叶片实现批产应用奠定了技术基础。
NP5
异型截面铝材穿孔针挤压成形规律的数字化研究 李峰，徐永超，初冠南；哈尔滨理工大学材料科学与工程学院
为了揭示异型截面铝型材穿孔针挤压成形规律，以导弹尾翼构件为例，本文采用非线性有限元对其过程进行了三维热力耦合模拟，系统地分析了工艺条件对温升变化、附加拉应力及成形载荷的影响规律，研究结果表明：在低速挤压范围内，坯料上最高温度峰值均呈减小趋势变化，且随着挤速的增加，最高温度峰值的降幅随之减小，而模口处轴向附加拉应力的数值则相应地增大；成形过程中模口处的轴心部位为高温区，随着轴心距的增加，温度值呈梯度减小的趋势变化；且随着压下量的增加，温度减小的梯度趋势逐渐变缓，藉此为异型截面材穿孔针挤压成形的工艺设计及变形流动控制提供理论依据。
NP6
Mechanism of Stainle Steel Machinability Improvement by Adding Copper
张孟仪，Zhimin Zhong；国核电站运行服务技术有限公司
本文主要研究在4Cr13钢中添加铜和硫以改善其切削性能。在4Cr13钢中添加铜所起到的效果和添加硫相似。应用扫描电镜（SEM）和高分辨透射电镜（HRTEM）对4Cr13Cu中易切削相的分布和尺寸进行观察研究，研究结果发现易切削相的组成为铜-石墨复合相，该相弥散分布在钢的基体中，大小约
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为10nm。经切削试验发现，铜-石墨复合相起到润滑颗粒的作用，润滑了切削刀具，减少了刀具磨损量，从而提高了不锈钢的切削性能。
NP7
钌金属溅射靶材烧结工艺研究
罗俊锋，丁照崇，王欣平；北京有色金属研究总院 下，烧结体密度随烧结温度的增高而递增。在1350℃保温2小时真空烧结条件下，凝胶注模成形出的不锈钢力学性能优良，晶粒尺寸适中，烧结体的相对密度达98.7％，抗拉强度可达1058.9MPa，并可成形出形状复杂的较大尺寸的不锈钢坯体。
NP10
采用热压、放电等离子烧结及直接热压等烧结工艺制备了钌金属靶材，通过微观结构与氧含量分析对比了三种工艺方法对钌金属靶材制备的影响。结果表明，随着制备温度的升高钌靶晶粒尺寸增大，氧含量降低；通过工艺优化，三种方法均能得到密度达到99%以上的钌靶；放电等离子烧结与直接热压工艺都具有快速成型的特点；放电等离子烧结制备的钌靶组织均匀性最好。
NP8
低碳钢变形奥氏体相变后铁素体晶粒尺寸的数值计算
贠冰，孙建林，高雅；北京科技大学材料科学与工程学院
摘要：根据热力学理论和形核生长理论，对低碳钢在奥氏体非再结晶区变形后，连续冷却过程中的组织演变进行了数值分析。铁素体相变动力学模型是根据“形核长大”和“位置饱和”机制，采用Cahn的相变动力学理论和Scheil叠加原理建立的；同时计算了铁素体的晶粒尺寸。模型的预测结果与实验数据基本相符。
NP9
17-4PH不锈钢粉凝胶注模成形工艺的研究
刘小婷，邵慧萍，郭志猛；北京科技大学新材料技术研究院
本文对17-4PH不锈钢粉末进行了凝胶注模成形的研究，比较研究了水基和非水基凝胶体系的工艺参数对其性能的影响。结果表明：非水基凝胶体系的浆料具有较好的流变学性能，且烧结制品具有更高的致密度和力学性能。在非水基凝胶体系中，单体的浓度直接影响其成形坯体强度，在最佳工艺条件下，其生坯的抗弯强度可达38MPa；烧结体密度随着单体浓度的增大呈先增后减的趋势；在一定温度
板料V形弯曲中凸模深度对弯曲影响规律的研究 董文正，林启权，李彦涛；湘潭大学机械工程学院
板料V形件弯曲变形过程一般分为正向自由弯曲，正、反向弯曲和校正弯曲三个阶段，由于在弯曲成形过程中工件的内外层从拉应力过渡到压应力有弹性变形存在，工件在卸载后内、外层纤维因弹性恢复而分别伸长和缩短，结果使得工件弯曲的曲率和角度发生显著变化，产生弹性回跳或弹性回复现象，从而降低了影响工件的成形精度。本文首次提出了弯曲凸模深度（即弯曲凸模斜壁直边的长度）这个概念，推倒弯曲凸模深度与模具结构参数之间的计算公式及基于凸模深度的回弹公式。并利用有限元软件Deform对弯曲成形过程进行了数值模拟，分析了凸模深度对成形过程的影响规律，发现弯曲结束阶段板料出现明显的“分流面”，并通过理论分析计算出分流面的精确位置，对实际生产过程具有重要的指导意义。
NP11
激光直接沉积TB6钛合金的成形性研究
于承雪，李怀学，景财年；北京航空制造工程研究所
通过激光熔化同轴输送的TB6钛合金粉末，分析了激光直接沉积TB6钛合金的成形缺陷、显微组织和力学性能。结果表明：气孔和未熔合是激光直接沉积TB6钛合金典型的两种缺陷，气孔形貌呈圆球形，随机分布于成形件内部；未熔合缺陷呈现不规则形状，主要分布在沉积层的层间和道间。激光直接沉积TB6钛合金的显微组织主要以等轴晶为主，其沉积态的拉伸断口为沿晶/穿晶混合断裂方式。激光直接沉积TB6钛合金沉积态的拉伸强度与其锻件相当，其沿沉积、扫描、搭接等三个方向的拉伸强度相差不大，约为各向同性。热等静压导致激光直接沉积TB6
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钛合金的拉伸强度降低约200MPa，而塑性提高2倍。该结果对调控激光直接沉积钛合金的组织与性能具有重要意义。
NP12
放电等离子烧结制备高性能WC/(Fe-Cu-Ni-Mo-C)合金材料
赖燕根，李小强，陈健；华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心
采用高能球磨方法制备了WC/(Fe-Cu-Ni-Mo-C)合金粉末，通过放电等离子烧结技术将其快速固结成形，研究了该合金粉末的烧结行为，并对不同WC含量的烧结样品进行了密度、硬度及横向断裂强度的测试，同时分析了试样的显微组织和断口形貌。结果表明：试样的密度接近全致密，硬度及横向断裂强度随WC含量的增加呈先增后减的变化趋势，当WC质量百分比含量为10%，烧结温度为850 ℃及烧结压力为50 MPa时，所得试样的密度达到8.09 g/cm3，硬度值为HRC 57及横向断裂强度为2780 MPa；该烧结材料的显微组织以珠光体为主，另外还包含块状铁素体、奥氏体及弥散分布的WC硬质颗粒相，断口形貌呈现出典型的韧窝特征。NP13
喷射轧制过程中沉积物形貌的数值模拟
李凤仙，刘允中，罗霞；华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术中心
对喷射轧制过程中轧辊表面的沉积层厚度和形貌进行深入研究，可使喷射轧制具有最大的沉积效率，且能稳定连续生产致密带材。在喷射轧制中雾化后的熔滴沉积到轧辊表面形成沉积层，沉积层增长到一定厚度达到稳态后，其形貌将保持不变。采用坐标追踪方法，建立了雾化后熔滴沉积到轧辊表面的质量流率分布、厚度和形貌模型，可较好地预测不同工艺参数下沉积层的几何尺寸和形貌，并对咬入角进行了定性的分析。研究了工艺参数（如轧辊半径、轧辊转速、参考位置处最大质量流率、轧辊间距、喷射距离等）对沉积物几何特征的影响，结果表明：最大质量流率、轧辊半径、轧辊转速对沉积物厚度和形貌有显著影响，在此基础上采用正交实验法对主要工艺参数进行了优化。
NP14
1350铝合金与纯铜异种材料的搅拌摩擦焊接头组织与性能的分析
李夏威，张大童；华南理工大学
采用搅拌摩擦焊对3mm厚的1350铝合金和纯铜板材进行了对接，并对接头的组织和性能进行了分析.试验结果表明在搅拌头旋转速度为1200rpm，焊接速度为80mm/min且铝合金位于后退侧，纯铜位于前进侧时能得到内部组织致密、无缺陷的接头.在铝合金和纯铜侧均发现了热影响区、机械热影响区和搅拌区，热影响区的晶粒略有长大，机械热影响区的晶粒发生了较大的弯曲和变形，搅拌区的组织为明显的动态再结晶的组织.接头处没有金属间化合物生成，结合界面处铝、铜元素仅发生少量的扩散.搅拌区的垂直于焊接方向的横截面上的显微硬度基本介于铝合金和纯铜之间.接头抗拉强度为73Mpa，断后伸长率为1.7%，拉伸试样断裂区位于搅拌区铝-铜结合面，断口扫描照片显示铝合金侧有少量的韧窝及撕裂棱存在，其余断裂表面形貌较为平坦，为脆性断裂.NP15
ZrO2/Al90Mn9Ce1 核壳结构复合材料的SPS制备及其性能研究
张迪，王明罡，赵占奎；长春工业大学先进结构材料教育部重点实验室
用放电等离子(Spark Plasma Sintering)法烧结表面包覆 10wt%ZrO2 纳米粉末的微米 Al90Mn9Ce1 合金复合粉末, 得到高致密的陶瓷结构, 内充金属合金的块体复合材料, 烧结温度仅为 520℃.该材料由蜂窝状封闭 ZrO2 陶瓷壳壁和 Al90Mn9Ce1 合金核体组成, 核壳单元尺寸约为 10~40 µm, 壳壁厚 2~3 µm.烧结后材料的抗压强度达到 525 MPa, 显微硬度达到 316 Hv.这种ZrO2/Al90Mn9Ce1 复合材料的成功制备, 为新型陶瓷/金属复合材料的设计提供了新思路.NP16
AZ91D镁合金等离子喷涂NiCoCrAlY/AZ50的工艺研究
芦笙，翁志平，陈静；江苏科技大学
本文利用大气等离子喷涂技术（APS）在AZ91D镁合金表面成功地制备了NiCoCrAlY/(Al2O3+50wt%ZrO2，简称AZ50）复合www.daodoc.com
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陶瓷涂层。采用正交试验设计，以结合强度为指标，优化了AZ50复合陶瓷涂层的工艺参数并通过OM、SEM、XRD等分析方法对涂层的微观组织结构进行了研究。研究表明：喷涂功率、送粉量、喷涂距离、主气流量和喷涂次数对喷涂的性能有重大的影响；AZ50复合涂层由α-Al2O3，γ-Al2O3，t’-ZrO2，1.5倍。
NP19
高球形度超低氧含量铝青铜粉末研制 于军，章徳铭，杨永琪，任先京； 北京矿冶研究总院 t-ZrO2和c-ZrO2组成，呈典型的层片状结构并含有少量的气孔和微裂纹，涂层和基体的结合处是涂层最薄弱的环节。
NP17 AZ91D镁合金等离子喷涂NiCoCrAlY/陶瓷涂层的工艺和性能
芦笙，陈燕，陈静；江苏科技大学材料科学与工程学院
本文利用正交试验对AZ91D镁合金等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层的工艺参数进行优化，研究喷涂次数对涂层结合性能的影响规律，确定优化的工艺参数及最佳喷涂次数。借助OM、SEM、EDX等手段，对涂层显微组织进行观察分析，并对涂层的硬度进行了测量。结果表明，工艺参数对涂层结合强度有重要影响，其主次关系的顺序为：电源功率>送粉量>喷涂距离>主气流量。随着喷涂次数的增加，即涂层厚度的增加，结合强度减小。断裂均发生在过渡涂层处，且各元素含量在界面处均发生突变，没有明显的扩散现象。镁合金表面喷涂陶瓷层后硬度明显提高。
NP18 P对铁素体区热轧Ti-IF钢组织和性能的影响研究 景财年，刘敬广，王作成；山东建筑大学
对两种不同磷含量的普通Ti-IF钢和高强Ti+P-IF钢，在800℃铁素体区经4道次热轧、模拟罩式退火后，测量了退火钢板的力学性能、显微组织和二相粒子。结果显示普通IF钢的延伸率和r值大于高强IF钢，在高强Ti+P-IF钢中有FeTiP二相粒子的析出，两种钢板的显微组织都是再结晶铁素体，但钢板中心部组织比边部组织要粗大，两种钢板在铁素体区轧制都获得了很好的深冲性能，r值都大于1，Ti-IF钢深冲性能更好，其原因是添加P后形成FeTiP粒子不利于深冲织构的形成，Ti-IF钢{111}和{554}织构是Ti+P-IF钢的新型发动机要求铝青铜软支撑耐磨涂层具有较低的氧化物杂质含量以及较高的结合强度，因此，对高性能铝青铜粉末的研究迫在眉睫。本文采用自主开发的真空雾化设备，通过加入添加剂的方式引入合金元素、铝脱氧熔炼、大角度和低压力的惰气雾化工艺实现了细粒径、球形铝青铜合金粉末的高产率制备。所研制的粉末具有球形度高、低氧含量和低成本等特点。采用XRD、SEM等测试手段对该粉末及其组成的铜铝/镍石墨涂层进行了国内外材料及其涂层的理化性能的对比分析，结果表明国产铝青铜合金粉末具有与Metco 51NS相同的物理性能、化学性能及工艺性能，涂层达到了相应技术指标要求，满足了新型航空发动机用铜铝/镍石墨封严涂层材料研制对原材料的需求。
NP20
双扫描喷射成形工模具钢工艺及性能研究
张勇，张国庆，李周，袁华，许文勇，刘娜，高正江，王孝平；
北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室
本文主要研究了双扫描喷射成形的工艺及制备的工模具钢SFT15的力学性能和微观组织。结果表明，双扫描喷射成形工模具钢SFT15沉积坯平均体密度为8.2g/cm3，达到理论密度的99％。采用喷射成形制备的SFT15高速钢晶粒细小，无宏观偏析，组织致密。经过热变形加工可大幅提高喷射成形工模具钢的力学性能。采用SEM、TEM研究了SFT15的微观组织，绝大部分为小于20μm的等轴晶，晶界和晶内分布一些M6C型碳化物，热处理后SFT15工模具钢组织主要为回火马氏体和碳化物。
NP21
Tungsten doped ZrB2 powder synthesized synergistically by co-precipitation and solid-state reaction methods
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Yanshan Jiang, Ruixing Li, Yun Zhang, Bin Zhao, Junping Li, Zhihai Feng；
Key Laboratory of Aerospace Materials and Performance(Ministry of Education), School of Materials Science and Engineering, Beihang University
Firstly, an amorphous precursor of hydrous nano-ZrO2-WO3 powder was precipitated by a co-precipitation method in alcohol-water mixed solvent using ammonia as a precipitator.Then, tungsten doped ZrB2 powder was succefully synthesized via a solid-state reaction by borothermal and carbothermal reduction using as-synthesized amorphous nano-ZrO2-WO3.The ma and heat flow of the samples were monitored by thermal analysis.The crystallographic structure was identified by X-ray diffractometry.The specific surface area of the powder was determined using a NOVA-2200e analyzer.The size and morphology of the particles were characterized by SEM and TEM microscopies.The combined effects of uniformly distributed tungsten and the complex physicochemical changes effectively improved the solid state reaction.NP22 水热合成氧化钇弥散铁基复合材料的制备 刘青，郭志猛，罗骥； 北京科技大学
结合共沉淀法与水热合成法，以氯化铝、氯化钇和氨水所得的氢氧化物沉淀为前驱物，在水热温度100-200°、保温3-7h的条件下可以制备出弥散相在纳米级的弥散强化铁基材料。研究了反应条件，如加入分散剂的种类及含量、水热温度、水热时间等对水热合成的影响，从而得到了最佳的工艺参数。用SEM分析了弥散相的大小及分布确定了最佳的分散剂的种类及含量，通过力学性能的比较，进一步确定了最佳的水热温度及时间。
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