2026年, 第18卷, 第1期　
刊出日期：2026-01-10

  

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轻合金成形
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  电磁冲击处理对TC11钛合金电阻率的影响研究

  李嘉顺, 翟宽, 周健, 龚佳伟, 温艳, 谢乐春

  精密成形工程. 2026, 18(1): 1-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.001

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  目的 在不同脉冲电流与恒定磁场的耦合作用下,分析电磁冲击处理（Electromagnetic Shock Treatment,EST）后TC11钛合金微区电阻率的变化规律,并通过表征其微观组织的演化过程,揭示EST作用下电阻率变化的微观机制。方法 构建了一套结合四探针法与光刻工艺的微区电阻率测量系统,实现了高分辨率、可控接触条件下的局部导电性能表征。通过引入主成分分析（PCA）与多元回归建模方法,对样品厚度、电极结构和接触误差等影响因素进行量化评估与校正。在此基础上,对不同EST参数处理后的样品进行了系统测量,并结合电子背散射衍射（Electron Backscatter Diffraction,EBSD）技术,分析其晶粒尺寸、相比例及KAM值等微观结构指标。结果 未处理样品（No.1）的晶粒平均面积为3.95 μm²,对应电阻率为2.078 μΩ·m;经EST处理后的样品（No.3,180 A/30 mT）晶粒平均面积降低至2.47 μm²,电阻率升高至2.224 μΩ·m。电阻率呈现“先升后降”的非线性演化趋势,误差修正后,测量精度可控制在±0.211 μΩ·m以内。结论 EST可显著促进晶粒细化并诱导组织重构,不同参数的EST处理对TC11钛合金导电性能产生了不同影响。适度的EST处理有助于通过微结构调控优化材料的局部电阻率表现。上述研究为钛合金在微尺度下的无损评估、电学性能调控及多场耦合机制的探索提供了理论支撑与实验基础。
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  AZ31镁合金多向加载过程中{10-12}-{10-12}-{10-12}三次孪晶行为研究

  谭力, 闫玉芹, 阳圣, 文彦涵, 程仁菊, 周浩

  精密成形工程. 2026, 18(1): 14-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.002

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  目的 了解多向加载过程中{10-12}-{10-12}-{10-12}三次孪晶激活情况,研究{10-12}-{10-12}-{10-12}三次孪晶的产生及生长机制。方法 以AZ31镁合金为实验对象,在室温条件下,沿着试样轧向（Rolling Direction,RD）、径向（Transverse Direction,TD）和法向（Normal Direction,ND）以6%应变幅值进行RD-TD-ND路径下的三向压缩加载试验,采用准原位电子背散射衍射（Electron Backscatter Diffraction,EBSD）技术手段,对多向压缩过程中同一区域显微组织进行分析。结果 沿RD-TD-ND方向三向压缩加载后,材料内部有{10-12}-{10-12}-{10-12}三次孪晶的生成,通过对其Schmid因子（SF）进行分析计算,发现这种三次孪晶的SF值很低甚至为负值,其产生不能完全用施密特定律解释,因此提出并讨论了三次孪晶的可能形成机制。结论 三次孪晶在二次孪晶{10-12}-{10-12}内被激活,对其取向校正后发现,这种三次孪晶为{10-12}-{10-12}-{10-12}三次孪晶,其产生不满足Schmid定律,利用几何应变协调因子（m′）计算分析发现,{10-12}-{10-12}-{10-12}三次孪晶是为了协调{10-12}-{10-12}二次拉伸孪晶中位错滑移在二次孪晶边界处所造成的应力集中而产生的。
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  搅拌摩擦加工调控7075铝合金织构演变及强韧化机制研究

  邓江流, 蒙迅, 朱单单, 龙绍檑, 潘胜善, 凌敏

  精密成形工程. 2026, 18(1): 26-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.003

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  目的 采用搅拌摩擦加工（FSP）技术对7075铝合金轧板的微观织构进行调控,从而改善其力学性能。方法 通过多尺度表征手段（扫描电子显微镜SEM、电子背散射衍射EBSD、透射电子显微镜TEM）,系统揭示了工艺、结构与性能之间的关联机制。特别关注了剪切变形与摩擦热的协同作用对铝合金微观组织的影响,以及不同加工参数对织构演变的影响。结果 FSP技术能将原始粗大且不均匀的组织（晶粒尺寸约10 μm）转变为超细等轴晶结构,在最佳工艺参数（1 000 r/min和70 mm/min）下,获得的最小晶粒尺寸为0.66 μm。梯度加工强度显著影响位错密度分布,其中几何必须位错（GND）密度在最佳工艺参数下达到峰值249×10¹² m^-2。织构演变显示出显著的参数依赖性,在最佳工艺参数下,硬取向A/E/S织构体积分数显著降低,而软取向C织构{001}<100>的体积分数则明显增加,整体织构强度下降约25%。尽管1 000 r/min×70 mm/min加工试样屈服强度因织构强化减弱而降低93 MPa,但由于晶粒细化、高位错密度及软织构取向的协同作用,抗拉强度和延伸率分别达到527 MPa和22%,较母材提升了8.5%和86%。结论 揭示了FSP工艺参数对织构演变的影响规律,并阐明了以软取向织构为主导的形变硬化机制。这为攻克高强铝合金强塑性倒置难题提供了新的理论框架和工艺指导。通过微观结构的协同优化,成功实现了7075铝合金强度与塑性的双向提升。
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  Ti-6Al-4V钛合金箔材电辅助短时应力松弛行为研究

  姜威, 汤泽军, 李新杰, 艾宇聪

  精密成形工程. 2026, 18(1): 36-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.004

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  目的 研究Ti-6Al-4V钛合金箔材的电辅助短时应力松弛行为,构建电辅助应力松弛本构方程及蠕变型本构模型。方法 搭建电辅助应力松弛试验平台,在预位移0.6 mm的变形条件下对Ti-6Al-4V箔材开展峰值电流为14、18、22 A的短时应力松弛实验,获得不同脉冲电流参数下的温度及分布特征,引入有效预应变以考虑热膨胀对箔材的影响,绘制不同初始条件下的应力-时间曲线。利用三次延迟函数对Ti-6Al-4V箔材的电辅助应力松弛曲线进行拟合,基于Arrhenius本构方程建立双曲正弦型的电辅助蠕变本构模型并验证其预测精度。结果 根据箔材上的非均匀温度场分布可计算得到实际的有效预应变量。峰值电流越高,松弛结束时的剩余应力越低,应力松弛率越高。所构建的电辅助应力松弛本构方程的预测精度在99.805%以上,电辅助蠕变本构模型的预测精度在90.441%以上。结论 Ti-6Al-4V箔材的电辅助应力松弛行为特征（初始应力、松弛结束的剩余应力、应力松弛率、蠕变应变速率等）受预应变和脉冲电流的综合影响,其中脉冲电流占主导地位。考虑有效预应变和峰值电流建立的应力松弛方程及蠕变型本构模型具有较高的预测精度。
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  A356铝合金衬套外管挤压铸造工艺研究

  刘亚刚, 胡奖品, 吴晓成, 彭文飞, 冯光明, 邵熠羽, 张福鑫, 高英豪

  精密成形工程. 2026, 18(1): 46-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.005

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  目的 解决传统锻造成形工艺（生产效率低、后续加工量大、成本高）和低压铸造成形工艺（压力不足、成形缺陷多、力学性能差）在铝合金衬套外管制造中的技术瓶颈,提出挤压铸造成形新方法。方法 基于ProCAST数值模拟与挤压铸造实验平台,研究不同挤压速度对A356铝合金衬套外管成形质量的影响,结合扫描电镜及力学性能测试,揭示工艺参数-微观组织-宏观性能的关联机制。结果 当挤压速度为0.4 m/s时,铸件内部有缩松缩孔,且经过T6热处理后,缩松缩孔位置出现鼓包,此时屈服强度为231.59 MPa,抗拉强度为280.68 MPa,延伸率为4%。当挤压速度降低至0.3 m/s时,铸件内部缩松缩孔基本消失,屈服强度达到255.89 MPa,抗拉强度达到327.91 MPa,延伸率达到13.6%,较0.4 m/s工况下分别提升了10.5%、16.8%和2.4倍,并达到屈服强度≥250 MPa、抗拉强度≥310 MPa、延伸率≥9%的力学性能要求。微观组织显示,与挤压速度0.4 m/s相比,0.3 m/s工况下α-Al基体晶粒尺寸更小,且分布更为均匀细化,Al-Si共晶相更细化且分布更均匀,韧窝密度更大,而0.4 m/s工况存在粗大Al-Si相和孔洞缺陷,会因为Al-Si相的不均匀分布以及孔洞分布而更容易产生应力集中和裂纹扩展现象。工艺优化后,综合合格率达97.5%。结论 挤压速度0.3 m/s可显著提升衬套外管的成形质量与力学性能,其强化机制归因于细晶强化与缺陷抑制的协同作用,优化后的工艺满足工程应用需求,为高强铝合金复杂构件成形提供了新策略。
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  不同细化剂对AM50镁合金晶粒大小的影响及机理

  程仁菊, 蒋林希, 王海军, 吴夏, 王娟, 钟昱凡, 谭力

  精密成形工程. 2026, 18(1): 57-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.006

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  目的 研究不同细化剂对AM50镁合金晶粒大小的影响机理,分析不同元素与镁基体晶格匹配关系,进而讨论不同细化剂对合金晶粒细化的影响机理,为镁合金晶粒细化剂的选择提供有效参考。方法 向AM50镁合金中添加不同的细化剂（Al₅Ti_0.5C、Al₅TiB、MgCO₃）,通过OM、XRD、SEM和EDS分析其组织并统计晶粒大小,并通过边-边匹配模型（E2EM）计算不同细化剂中形核颗粒相（Al₄C₃、Al₂CO、TiC和TiB₂）与α-Mg的晶格错配度和原子错配度,从而分析晶粒细化机理。结果 添加Al₅Ti_0.5C、Al₅TiB、MgCO₃ 3种细化剂后,合金的相组成没有发生改变,但均得到了良好的晶粒细化效果,与未经过细化剂处理的AM50镁合金相比,晶粒细化率分别达到87%、85%和80%。其中,经Al₅Ti_0.5C处理的AM50合金平均晶粒尺寸由原先的163 μm降至21 μm。结论 Al₅Ti_0.5C、Al₅TiB、MgCO₃ 3种细化剂对AM50合金均有较好的晶粒细化效果,根据E2EM模型,Al₄C₃、Al₂CO、TiC和TiB₂颗粒在晶格匹配方面均与α-Mg保持近乎共格的界面关系,其中Al₂CO和Mg原子错配度最小;Al₅Ti_0.5C细化剂在变质处理过程中,一方面可以提供TiC颗粒作为形核核心,另一方面可以形成Al₄C₃或Al₂CO作为形核核心,具有最佳的晶粒细化效果。
增材制造
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  高温短时退火对选区激光熔化成形Inconel 625合金微观组织与力学性能的影响

  杨敏, 贾智, 汪彦江, 李银明, 张弛, 梁成伟, 马林

  精密成形工程. 2026, 18(1): 64-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.007

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  目的 阐明选区激光熔化（SLM）成形Inconel 625合金在高温短时退火过程中的微观组织演变及再结晶机制,并探究其与力学性能的关联,为增材制造镍基高温合金的工程应用提供理论依据。方法 将SLM成形产生的高残余应力用作Inconel 625合金界面调控的存储活化能,借助光镜（OM）、电子背散射衍射（EBSD）等表征手段,研究了高温（1 000~1 200 ℃）短时退火对试样组织形貌、晶界特征、再结晶行为及力学性能的影响规律。结果 SLM成形中的快速冷却过程使试样形成了独特的多尺度微观结构,初始试样表面呈现棋盘状熔道分布,这与SLM成形时层间旋转67°的扫描方式有关。随着退火温度的升高,试样表面的熔道形貌逐渐消失,晶粒尺寸逐渐增大,位错密度逐渐降低。当退火温度达到1 150 ℃时,试样开始发生明显的静态再结晶;1 200 ℃退火后,再结晶基本完成,合金的内应力分布最均匀。其中,再结晶过程以非连续静态再结晶形核为主、以连续静态再结晶形核为辅。结论 高温退火通过热激活释放合金的储存能,有效推动再结晶进程和退火孪晶的形成。随着退火温度的升高,合金的强度和硬度逐渐降低,而延伸率则显著提升。
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  基于RSM-NSGA Ⅱ的喷墨打印纳米银导线工艺参数优化

  孙健, 刘佳旺, 孙岩辉, 吕景祥, 苟宁, 孙奕, 李超

  精密成形工程. 2026, 18(1): 76-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.008

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  目的 针对非法向喷墨打印中纳米银导线线宽精度与电性能难以协同控制的难题,提出工艺参数调控策略,旨在减小纳米银导线线宽并降低其电阻。方法 以非法向喷墨打印的纳米银导线线宽及电阻为研究对象,构建基于响应面法（Response Surface Methodology, RSM）试验设计与非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ, NSGA-Ⅱ）的多目标优化模型。通过Box-Behnken试验设计,系统研究基板温度、打印速度及打印层数等关键参数对导线线宽和电阻的非线性影响机制,建立二阶多项式回归模型以表征参数-性能映射关系,并采用NSGA-Ⅱ算法进行Pareto前沿解集搜索,实现线宽与电阻的双目标协同优化。结果 NSGA-Ⅱ算法优化得到的最优工艺参数组合如下：基板温度为120 ℃,打印层数为5,打印速度为6.25 mm/s,在该条件下,纳米银导线的预测结果为线宽99.439 μm、电阻15.754 Ω,试验结果为线宽97.403 μm、电阻13.6 Ω。偏差分别为2.04%和7.32%,均小于10%。此外,通过对比优化组与经验组在不同倾斜角度基板上的打印结果可知,优化组在导线线宽（减小率2.26%~14.66%）与电阻（降低率0.8%~20.45%）方面均显著优于经验组,且导线的表面形貌更加均匀。结论 基于RSM-NSGA Ⅱ的优化模型有效实现了非法向喷墨打印场景下纳米银导线几何精度与电学性能的多目标优化,为复杂曲面电路板的高精度成形提供了理论支撑。
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  MIG电弧增材制造2Cr13不锈钢薄壁构件组织及性能研究

  朱强, 闫耀晶, 韩柯, 练洪斌, 陈马源, 马建国

  精密成形工程. 2026, 18(1): 87-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.009

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  目的 研究电弧增材制造过程中热输入对薄壁构件成形质量、微观组织以及力学性能的影响。方法 采用MIG电弧熔丝增材制造技术（WAAM）制备了3组不同热输入下的2Cr13薄壁构件,对沉积样品的成形质量、微观组织、硬度和拉伸性能进行了研究。结果 MIG电弧增材制造技术制备的薄壁构件成形质量良好,当热输入为379 J/mm时,试样的成形效率可达90.85%。由于沉积时不同区域散热条件的差异,以及连续沉积造成的热累积,试样微观组织沿高度方向发生显著变化。在初始沉积阶段,由于热累积程度较低,显微组织以回火板条马氏体为主;随着沉积高度的增加,前期多道次沉积所产生的热累积变相增大了后续沉积的热输入,促使晶粒逐渐转变为沿沉积方向生长的粗大柱状晶,且其内部析出密集分布的细针状马氏体。微观组织的不均匀性进一步导致了构件性能的不均匀性,各构件硬度及横向试样抗拉强度均沿沉积方向升高,塑性沿沉积方向降低。结论 高热输入不仅会降低构件的成形质量,还会加剧热累积效应,导致粗大柱状晶生成范围扩大,从而削弱其通过提高沉积尺寸以提升增材制造效率的潜在优势。因此,在工艺参数选择中应尽量采用较低热输入,以避免过度热累积对组织和性能产生不利影响。
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  基于压电阀喷墨打印介电层厚度和均匀性预测及优化研究

  刘佳旺, 孙健, 孙岩辉, 吕景祥, 赵云贵, 安占军

  精密成形工程. 2026, 18(1): 96-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.010

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  目的 针对介电层制备过程中厚度控制和均匀性优化的关键问题,建立压电阀喷墨打印工艺参数与介电层打印厚度和均匀性的关系模型,进而完成工艺参数的寻优,实现对介电层厚度和均匀性的调控。方法 运用传统拟合方法（响应面法（RSM））与智能算法（反向传播神经网络（BP）、基于粒子群算法的BP神经网络（PSO-BP）、基于改进粒子群算法的BP神经网络（IPSO-BP）等）,构建了延迟时间、打印速度、线间距、打印层数与介电层厚度及均匀性的定量关系模型,并通过方差分析（ANOVA）探讨各参数的显著性及交互作用机理,比较各模型的预测精度。选择介电层打印的目标厚度为200、400、600、800 μm,以打印厚度的误差最小化及均匀性最优控制为优化目标,通过RSM及IPSO算法对工艺参数进行反函数寻优,并对比2种方法的优化效果。结果 IPSO-BP神经网络的预测能力优于其他模型,该模型预测的介电层厚度和均匀性的均方根误差（10.935 7、2.457 4）和平均绝对误差（4.283 4、1.170 9）最小,决定系数（99.89%、95.49%）最高;采用IPSO算法寻优得到的工艺参数打印的介电层厚度和均匀性的平均相对误差为3.50%和16.75%,优于RSM算法的平均相对误差15.21%和29.06%。结论 相较于SVM、RF、BP、PSO-BP神经网络,IPSO-BP神经网络在处理本研究中复杂非线性问题时适应性更好、全局搜索能力更强、预测精度更高,在压电阀打印介电层的过程中,IPSO-BP-IPSO方法能够通过优化工艺参数实现介电层的厚度控制和均匀性优化。
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  电弧增材制造304不锈钢薄壁结构的形貌与性能优化

  陈昌荣, 任佳仪, 练国富, 冯美艳, 黄旭

  精密成形工程. 2026, 18(1): 110-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.011

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  目的 研究工艺参数对304不锈钢薄壁结构成形质量和性能的影响,为相关材料的电弧增材制造工艺优化提供参考。方法 采用正交实验方法分析工艺参数对单道单层焊道成形质量的影响规律,并结合响应面法研究薄壁结构表面波纹度和平整度与工艺参数之间的规律变化。同时,通过硬度测量和抗拉强度测试,综合分析工艺参数对304不锈钢成形件性能的影响。结果 焊接电流的增加会促进宽高比的增大,同时也会使稀释率增大。响应面分析结果表明,表面波纹度与焊接电流成正比,与焊接速度成反比,随着CTWD的增加先增大后减小。平整度随着焊接电流、焊接速度和CTWD的增大出现先增大后减小的变化趋势,硬度与焊接电流呈现正相关。结论 最优工艺参数组合如下：焊接电流为91 A,焊接速度为28 cm/min,CTWD为4.5 mm。优化后表面波纹度、平整度、硬度和拉伸强度的误差分别为1.61%、4.14%、4.55%和2.14%。
先进连接技术
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  异种铝合金6061/3003填丝激光焊接接头组织与性能研究

  朱江, 李天庆, 任旭东

  精密成形工程. 2026, 18(1): 125-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.012

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  目的 通过控制激光功率和送丝速度对6061/3003异种铝合金激光焊接进行工艺优化,提高接头综合性能,并探究工艺参数对接头组织性能的影响机制。方法 围绕填丝式6061/3003异种铝合金激光焊接过程,在焊接时改变激光功率和送丝速度的大小,通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、体视显微镜等表征方法对焊接头的显微组织进行观察与分析,结合万能试验拉伸机、显微硬度仪和电化学工作站进行力学拉伸试验、硬度和耐腐蚀性能测试,探讨了激光工艺参数对焊接头显微组织和性能的影响规律,揭示了工艺参数的变化对焊缝组织及其性能的影响。结果 当激光功率较低时,焊接头由于热输入不足而导致强化相偏析（0.5~1.2 μm）,当激光功率逐渐增加到1 800 W时,优化热输入后,针状b-Mg₂-Si相均匀分布（体积分数提升至18%）,当激光功率过高（大于2 000 W）时,引发晶粒粗化及氧化物夹杂,接头性能降低。结论 焊接头的力学性能和耐腐蚀性能随着激光功率与送丝速度的增加先升高后降低,当激光功率为1 800 W、送丝速度为20 mm/s时,接头性能最佳,抗拉强度、显微硬度和延伸率分别达到146.83 MPa、76.5HV、7.36%;研究结果丰富了6061/3003异种铝合金填丝激光焊接理论,可为6061/3003异种铝合金实际焊接生产提供一定的数据支撑。
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  通电热碾压对TC17合金堆焊修复区高周疲劳性能的影响

  李想, 蒋莉莉, 于惠舒, 尤佳庆

  精密成形工程. 2026, 18(1): 140-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.013

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  目的 对TC17合金整体叶盘修复关键技术问题进行研究。方法 采用不同参数的通电热碾压工艺对TC17合金堆焊修复区进行处理,并通过X射线三维成像检测、组织分析和高周疲劳测试,对使用通电热碾压工艺来消除组织缺陷以提升高周疲劳性能的方法进行了深入分析。结果 X射线三维成像检测结果表明,当采用6 000 A和7 000 A的通电热碾压电流参数时,在可分辨范围内实现了气孔等缺陷消除率100%。SEM检测结果表明,在微观气孔底部可见“三叉缝”形貌,其产生过程与挤压、扩散及再结晶相关。旋转弯曲疲劳测试结果表明,通电热碾压后,TC17合金堆焊修复区旋转弯曲疲劳寿命大幅提高,其中值疲劳极限达586 MPa,分别达到了原堆焊修复区和TC17合金母材的中值疲劳极限的178.8%和104.8%。结论 通过通电热碾压工艺对TC17合金堆焊修复区进行处理可以消除工件内部气孔并极大提升堆焊区和TC17合金母材的疲劳性能,该研究为航空发动机整体叶盘修复提供了工艺支撑以及理论基础。
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  Q235钢激光成形工艺及焊缝质量研究

  刘品潇, 刘昊男, 刘振阳, 闫基森, 王明辉, 解芳, XIJINHUA

  精密成形工程. 2026, 18(1): 149-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.014

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  目的 探究不同激光功率对Q235钢成形特性的影响规律。方法 在固定激光焊接时焊接速度和离焦量不变的条件下,分别采用600、750、900、1 050、1 200、1 350 W 6种不同的激光功率对2.4 mm厚的Q235钢薄片进行了焊接,并分析了不同激光功率下焊接接头的微观组织、力学性能和耐腐蚀能力。结果 在900~ 1 350 W激光功率下,Q235钢的焊缝成形良好。焊缝区域存在部分板条马氏体,其硬度和抗拉强度都高于母材区域的。在激光功率1 350 W下,焊接接头的抗拉强度最高,为382 MPa,其次为激光功率1 200 W下的焊接接头,其抗拉强度为380 MPa,但此时的显微硬度最高,为275.66HV。使用1 200 W激光功率焊接时得到的焊接接头耐腐蚀性能最好,其自腐蚀电流密度为5.19×10^-6 A/cm²,容抗弧半径也最大;拉伸断面端口主要由均匀分布的等轴韧窝组成。结论 当激光功率为1 200 W、焊接速度为500 mm/min、离焦量为-5 mm时,焊接接头综合性能较为优异。
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  2198铝合金无针搅拌摩擦点焊接头的疲劳性能

  芦甜

  精密成形工程. 2026, 18(1): 160-168. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.015

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  目的 探究1.8 mm厚2198-T8铝锂合金材料在无针搅拌摩擦点焊（Pinless Friction Stir Spot Welding, PFSSW）工艺下的高周疲劳性能,分析不同旋转速度与焊接时间组合对焊接接头疲劳寿命的影响,揭示疲劳裂纹的萌生与扩展机制,为优化焊接工艺参数提供理论依据。方法 采用无针搅拌摩擦点焊技术,分别在950 r/min-6 s、950 r/min-9 s和1 180 r/min-6 s 3种组合（旋转速度-焊接时间）下对2198-T8铝锂合金进行焊接。通过高周疲劳试验,建立接头的应力幅（S）-疲劳寿命（N）曲线,评估其疲劳寿命。利用扫描电子显微镜（SEM）观察疲劳断口的裂纹源及瞬断区形貌,分析裂纹萌生位置及扩展路径,确定接头的断裂模式。结果 3种焊接工艺参数下的S-N曲线表达式分别为：950 r/min-6 s（lg S=9.113-1.208lg N）、950 r/min-9 s（lg S=4.172-0.208lg N）和1 180 r/min-6 s（lg S=4.386-0.253lg N）。当焊接时间从6 s增加到9 s,或旋转速度从950 r/min增加到1 180 r/min时,接头S-N曲线的斜率显著增大,表明疲劳性能对载荷的敏感性增强。在相同应力幅下,950 r/min-6 s接头的疲劳性能最优,但其对疲劳载荷的敏感性也最高。疲劳裂纹主要萌生于Hook缺陷处,瞬断区的断口形貌呈现韧窝、准解理和解理特征,表明接头断裂模式为混合断裂。结论 无针搅拌摩擦点焊工艺参数对2198-T8铝锂合金焊接接头的疲劳性能具有显著影响。在相同应力幅下,950 r/min-6 s组合表现出最优的疲劳性能,但其对疲劳载荷的敏感性较高。延长焊接时间或增加旋转速度会导致接头疲劳性能对载荷的敏感性增强。疲劳裂纹主要萌生于Hook缺陷处,断口形貌分析结果表明,接头断裂模式为混合断裂。
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  FCAW-G自动焊在大壁厚在役油气管道B型套筒修复过程中的应用及组织性能研究

  刘少柱, 毕治强, 邓俊, 闫臣, 李荣光, 侯磊, 李学达

  精密成形工程. 2026, 18(1): 169-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.016

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  目的 在FCAW-G自动焊工艺组织及性能研究基础上,探讨自动焊在B型套筒修复过程中的适用性。方法 采用壁厚36 mm的Q345套筒对外径1 016 mm、壁厚17.5 mm的X70主管道进行FCAW-G自动焊修复,通过现场焊接工艺模拟试验及组织性能分析,对FCAW-G自动焊的工艺参数进行了优化。结果 当垫层焊接热输入为1.0~1.5 kJ/mm、填充焊接热输入为1.5~2.0 kJ/mm时,焊接成形良好,未出现氢致开裂和烧穿的现象;对接焊缝根焊道、填充焊道、盖面焊道微观组织为针状铁素体+粒状贝氏体+少量先共析铁素体,焊缝金属与两侧母材熔合良好;对焊接接头进行了无损检测及力学性能试验,试验结果均符合国家标准要求。结论 FCAW-G自动焊工艺可用于在役管道的B型套筒修复,焊缝质量符合国内标准验收要求,实现了焊接质量和焊接效率的明显提升,推动了自动焊技术在国内高钢级、大口径天然气管道B型套筒在役焊接中的应用。
复合材料成形
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  SiCp/Al-Cu-Mg复合材料断裂韧性研究进展

  常耘赫, 曾元松, 潘冉, 刘宝胜, 郭楠, 曲海涛, 李智勇

  精密成形工程. 2026, 18(1): 182-194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.017

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  随着航空航天等行业对轻量化、高性能材料需求的不断增长,金属基复合材料市场规模持续攀升。其中,SiC颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al复合材料）凭借高比强度、高比刚度等诸多优势,在航空航天等领域得到广泛应用,材料的断裂韧性备受关注。本文深入研究了SiCp/Al-Cu-Mg复合材料断裂韧性的影响因素及解决措施。从铝合金基体、SiC颗粒、铝合金基体与SiC颗粒的界面作用三方面对核心性能及关键工艺进行了简要分析,并介绍了对应的解决措施。最后,以SiCp/Al复合材料锻件为例,总结了完整工艺路线及材料在制备生产中的性能变化。
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  单壁碳纳米管束增强复合材料的力学性能预测

  林中燕, 王绍螺

  精密成形工程. 2026, 18(1): 195-204. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.018

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  目的 建立碳纳米管束（CNTB）理论模型,研究单束内碳纳米管排布层数和直径对CNTB以及CNTB/聚合物基复合材料刚度性能的影响。方法 将CNTB聚集形式看作六边形紧密排布成束,再将CNTB随机分布于基体材料中,其方向和长度按照一定概率密度函数分布。从细观力学的角度出发,基于自洽模型、Halpin-Tsai模型以及分层模拟法,提出CNTB和CNTB/聚合物基复合材料的弹性模量计算公式。结果 本文建立的CNTB理论模型与验证算例对比数据相近。在单束CNTB中,当单壁碳纳米管由无聚集增加到聚集2层时,单束CNTB内碳纳米管的体积分数下降了约24%,当聚集层数大于2后,体积分数变化逐渐趋于平缓。当单壁碳纳米管直径d=5.5 nm时,单束CNTB内碳纳米管的体积分数比d=0.5 nm时下降约74%,后变化曲线逐渐趋于平缓。单束CNTB内碳纳米管的体积分数下降直接导致单束CNTB及CNTB复合材料力学性能下降。结论 通过具体的数值算例研究了单束内碳纳米管排布层数和直径对CNTB以及CNTB/聚合物基复合材料刚度性能的影响,应尽量避免碳纳米管在基体内聚集。针对CNTB复合材料长度和方向随机分布的特征,通过刚度矩阵得到该复合材料任意方向的刚度性能。
高熵合金和非晶合金成形
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  电流形式对Fe₇₈Si₉B₁₃非晶薄带电辅助成形的影响

  刘建帅, 王泽, 杜旺哲, 刘元铭, 牛小淼

  精密成形工程. 2026, 18(1): 205-214. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.019

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  目的 采用可调节多参数的电辅助成形技术,探究电流形式和成形温度对铁基非晶合金薄带成形性能的影响。方法 首先搭建了一套可以进行电参数调节、应力加载和实时温度监测的实验平台,其次进行非晶合金薄带的冲孔和成形实验,以进行电流作用下非晶合金薄带力学性能和成形质量的研究,并采用差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段进行断口形貌和微观组织分析。结果 随着成形温度的升高,非晶合金薄带的断裂载荷和位移均呈非线性增加,相较于200 ℃和300 ℃,在400 ℃时提升更显著;在相同成形温度下,电流形式对非晶合金薄带成形性能影响最显著的是直流电（DC）,脉冲电（PC）次之,交流电（AC）的效果较差;通过X射线衍射与断口形貌分析发现,随着成形温度的升高,非晶合金展现出由韧变脆直至结晶的状态转变。结论 电流的施加能有效改善Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金薄带的成形性能;相较于电流形式,成形温度的影响更加显著;电流与外部应力的作用会使非晶合金薄带的晶化温度降低;当成形温度相同时,施加不同形式的电流对Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金薄带塑性变形能力的提升效果存在一定差别,电流形式按提升效果由好到坏的顺序依次为直流电（DC）、脉冲电（PC）、交流电（AC）。
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  激光熔覆Al_xCoCrFeNi_2.1高熵合金的组织与性能

  李怀博, 王子乐, 曾大新, 杨伟, 史秋月

  精密成形工程. 2026, 18(1): 215-223. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.020

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  目的 探究Al含量对H13钢上激光熔覆Al_xCoCrFeNi_2.1高熵合金涂层组织与性能的影响规律,为高熵合金应用于热作模具表面强化与增材修复提供参考。方法 采用同轴送粉激光熔覆技术在H13钢基体上制备Al_xCoCrFeNi_2.1（1.00≤x≤1.75）高熵合金涂层。用光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和电子背散射衍射（EBSD）等技术对涂层的微观组织特征进行分析,并测试涂层的硬度,分析涂层的热稳定性。结果 涂层均由FCC相和BCC相组成,与第二层相比,第一层FCC相更多,随着Al元素含量的增加,FCC相减少。涂层组织随Al含量的变化而发生改变,当x从1.0增加至1.3时,第一层由呈柱状的FCC相及分布在其晶间的BCC相转变为柱状的BCC相及分布在其晶间的FCC相;第二层则从FCC与BCC两相交替的片层共晶组织转变为胞状的BCC相及分布在其晶间的FCC相。涂层硬度随着Al含量的增加而提高。在500~800 ℃下退火时,涂层硬度随温度的升高先上升后下降,在700 ℃时硬度最高,当x=1.3时,硬度达到479.7HV。在700 ℃与800 ℃下保温6 h后,涂层硬度都明显高于H13钢基体硬度。结论 随着Al_xCoCrFeNi_2.1合金涂层中Al含量的增加,BCC相含量增加,硬度升高;在700 ℃下进行退火处理可显著提高涂层硬度;涂层的热稳定性优于H13钢的。
钢铁成形
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  高强钢内筋筒体对轮主动旋压塑性变形行为

  陈开达, 赵升吨, 邵旭山, 李帆, 朱文宇, 孙浩然, 黄晓鹏

  精密成形工程. 2026, 18(1): 224-235. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.021

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  目的 针对固体火箭领域中超高强度钢带筋筒体生产制造成本高、生产周期长、比强度不高的问题,提出一种超高强度钢内筋薄壁筒体对轮主动旋压成形方法,并通过数值模拟和实验验证其可行性。方法 建立了D406A超高强度钢内筋对轮主动强旋塑性变形过程的有限元模型,通过正交实验分析了旋轮进给率、旋轮圆角半径、旋轮工作角等工艺参数对内筋成形精度的影响。通过旋压机对直径720 mm的筒体进行成形实验,验证了内筋旋压成形的可行性。结果 在内筋对轮主动旋压成形过程中,旋轮工作角对壁厚精度影响最大,旋轮圆角半径次之,旋轮进给率影响最小,最佳工艺参数如下：旋轮进给率为0.5 mm/r,旋轮圆角半径为8 mm,旋轮工作角为25°。结论 通过有限元模拟和实验,确定了影响内筋对轮主动旋压成形质量的主要工艺参数及最佳工艺参数组合,并验证了新成形工艺的可行性。
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  应变与合金元素对空位氢陷阱作用的影响

  黄璞, 成林, 许泽岷, 夏锴, 胡丞杨, 吴开明

  精密成形工程. 2026, 18(1): 236-247. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.022

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  目的 揭示应变、置换型合金元素及间隙型合金元素对体心立方（BCC）铁中空位氢陷阱效应的影响机制,为提高钢材的抗氢脆性能提供理论支持。方法 基于密度泛函的第一性原理计算方法,系统研究了单轴应变及不同类型合金元素对BCC铁中空位的氢陷阱的结合能影响,计算分析了结构的电子密度分布和态密度。结果 单轴应变可以降低空位形成能,并对氢-空位结合能的影响呈现强烈的各向异性：垂直于应变轴的空位氢陷阱能力下降,而平行于应变轴的空位氢陷阱能力增强。此外,置换型合金元素（Mn、Si、Cr、Mo、Ti、W、Li、Al、Cu、Ni、Co、V）可通过调控局部电子结构和晶格畸变,在不同取向上分别削弱或增强氢的陷阱作用;间隙型合金元素（C、N）则通过引发显著的晶格畸变和电子结构重排,在空位周围形成2个稳定的氢捕获位点。结论 揭示了应变及合金元素对BCC铁中空位氢陷阱效应的微观机制,发现应变诱导的晶格畸变对氢陷阱能力具有方向性影响,而合金元素的体积参数和电子结构调控作用对氢-空位相互作用起决定性作用。这些结果为优化合金设计、提高钢材抗氢脆能力提供了重要的理论依据。
先进制造技术与装备
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  引入自助法的特厚板轧制力整合建模

  殷梓淇, 章顺虎, 田文皓, 万良伟, 李言

  精密成形工程. 2026, 18(1): 248-256. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.023

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  目的 为解决不均匀数据分布对轧制力模型精度的影响,提出理论模型与智能算法相结合的建模新方案。方法 首先构建了基于自助法的BP神经网络模型,进而采用该模型对已有轧制力理论模型进行修正,从而构建了整合模型。具体来说,首先对轧制生产数据进行预处理和相关性分析,将理论模型计算值作为BP神经网络的输入变量之一进行建模,以此提高了模型的预测精度。其次,对数据聚类后进行分类训练,针对因样本分布不平衡而引起的模型精度不足的问题,采用自助法进行数据扩充,并结合生产数据进行预测对比。结果 采用乘法补偿法对理论模型进行修正,构建了具有较高精度的轧制力整合模型。同时结合自助法实现了轧制数据集的均衡化,提高了模型的精度和稳定性。该模型误差波动较小且最大平均绝对百分比误差（MAPE）仅为4.61%。结论 采用的自助法为解决不均匀数据集问题下的轧制力高精度建模提供了一种新的解决方案,而所得的整合模型可为实际生产过程的精确控制提供了科学依据。
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  空气自冷却砂轮成形磨削涡轮盘榫槽磨削性能

  李光, 鲁辉虎, 宋贵荟, 张翊东, 黄永贵, 梁国星

  精密成形工程. 2026, 18(1): 257-265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.024

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  目的 针对涡轮盘榫槽磨削加工复杂轮廓结构和成膜沸腾效应导致的冷却困难和局部烧伤问题,设计了一种空气自冷却砂轮成形磨削涡轮盘榫槽工艺。方法 应用单层电镀CBN砂轮,成形磨削线切割粗加工后的榫槽轮廓样件,采用切削力测量系统、热电偶、扫描电镜（SEM）、三维轮廓仪,研究了不同砂轮转速、工件进给速度、磨削深度下GH4169镍基高温合金涡轮盘榫槽样件的磨削力、磨削温度、表面形貌和表面粗糙度。结果 涡轮盘榫槽在不同磨削工艺参数下的切向磨削力F_y为22.6~35.7 N,径向磨削力F_x为38.4~48.1 N。榫槽峰顶区磨削温度最高,峰底区次之,过渡斜面磨削温度最低;榫槽不同区域的磨削温度控制在298.4 ℃以下,磨削表面未发生烧伤。榫槽磨削表面存在材料黏附、塑性流动和凹坑等形貌特征,过渡斜面的磨削沟痕浅而均匀,表面质量优于峰顶区和峰底区,表面粗糙度Ra可达0.6 μm。结论 空气自冷却砂轮能够实现涡轮盘榫槽的高效成形磨削,空气冷却效果良好,未发生榫槽表面烧伤。采用高转速、低进给、小切深的工艺参数能够显著提高涡轮盘榫槽磨削表面质量。
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  加载路线对换热器用管式翅片级进冲压工艺的影响

  祝梦臣, 李文霞, 程欢, 张百顺, 汪洋, 李萍

  精密成形工程. 2026, 18(1): 266-275. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.01.025

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  目的 为明确加载路径和坯料形状对级进拉深过程中金属流动规律及最终成形质量的影响,采用有限元模拟的方法对翅片级进拉深第一道次成形进行了研究。方法 对单次下压单个或多个冲头、矩形或圆形坯料进行有限元模拟,根据所得结果分析拉深过程中金属的流动规律及加载路线对成形质量的影响。结果 在等拉深深度条件下,相较于多冲头系统,单冲头成形产生了更高的最大主应变和减薄率,但二者应变梯度分布呈现相似特征;圆形坯料因各向异性效应,在单凸包成形时表现出显著差异化的应变分布特征。而当凸包密度增加后,坯料形状对应变的影响权重下降。结论 加载路径主要调控应变/厚度的变化,而坯料几何参数则主导应变分布的模式,这为薄壁管式翅片成形工艺优化提供了理论依据。