粉末冶金工业

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李坤，黄焕杰，朱亮，吉辰，廖若冰，蒋斌，潘复生

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 1-16.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240123

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镁合金是最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度、比刚度高、阻尼减震性能好、生物降解性良好等优点。传统的镁合金制造方式（铸造、挤压等）难以一步制备复杂的几何形状，铸造镁合金因冷却速率较低常常导致晶粒粗大，力学性能较差，挤压镁合金在成形过程中极易产生氧化夹杂等缺陷。相比之下，增材制造技术拥有快速一体化成形的优点，已逐步应用于镁合金的生产制造。目前，镁合金的增材制造技术主要包括：激光粉末床熔融技术(LPBF)、电弧熔丝增材制造技术(WAAM)、搅拌摩擦沉积技术 (AFSD)以及粉末床粘合剂喷射技术(BJ)。本文首先综述了镁合金增材制造现状，针对以上4 种增材制造技术分析了其成形原理、特性及成形合金特点。讨论了4 种增材制造镁合金的研究现状及现存问题，总结了镁合金增材制造技术的优缺点，希望可以推动镁合金增材制造技术的研究进展。

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制备方式对316L不锈钢粉末导磁的影响

周健东，计云萍，康学良，李一鸣

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 17-23.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230130

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实验选用水雾化、气雾化和离心雾化方式制备316L 不锈钢粉末，测试了不同种类粉末分级后的导磁能力，利用SEM、EDS 和XRD 对显微组织进行了表征，研究了制备方式对316L 不锈钢粉末导磁的影响及成因。研究表明，雾化法制备的316L 不锈钢粉末均具有导磁性能，导磁的原因是粉末中存在高温δ 铁素体相；粉末粒度越细，冷却速度越快，胞晶含量越多，δ 铁素体含量越高，相应的导磁性能越强；水雾化制备的粉末导磁最强，离心雾化居中，气雾化制备的粉末导磁最弱，离心雾化冷却能力强于气雾化。

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多组分CuCrSn-X-Y合金制备工艺与组织性能研究

龚留奎，冯宏伟，宋士鑫，刘晓彬，冯斌，黄伟

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 24-32.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230074

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采用粉末冶金工艺制备多组分块体CuCrSnFeP、CuCrSnZrZn 合金，对合金的烧结工艺、组织性能进行了探索和表征分析。结果表明，当烧结温度为950 ℃时，CuCrSnFeP 合金的烧结密度随烧结时间的增加大致呈升高趋势，而CuCrSnZrZn 合金的烧结密度整体起伏较大；当烧结温度为1 000 ℃时，CuCrSn‐ FeP 合金的烧结密度整体略高于950 ℃ ，而CuCrSnZrZn 合金的烧结密度略低于950 ℃ ；当烧结温度为 1 050 ℃时，坯料外表出现粉末脱落的现象。1 000 ℃下烧结2 h 是CuCrSnFeP 合金的较优烧结工艺，其中 Cu-0.65Cr-0.2Sn-0.05Fe-0.05P 合金的烧结密度、硬度和导电率分别为8.79 g/cm3、91HV0.2 和61%IACS，且烧结组织较为均匀，内部存在大量的退火孪晶，平均晶粒尺寸约为21.63 μm，Sn 元素没有明显的团聚现象，弥散分布于基体中，而P 元素和少量的Fe 元素则偏聚于大颗粒Cr 相的边缘，包裹富Cr 相存在于铜基体中。此外，晶粒内部还存在一定数量的位错缠结。

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SiO2颗粒形貌及含量对铁基粉末冶金材料性能的影响

张明豪，尹彩流，杨明，张新疆，王秀飞，李乘波

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 33-40.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230153

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采用粉末冶金技术分别制备了以球形和不规则SiO2 颗粒作为增强介质的铁基粉末冶金材料，同时考察了SiO2 颗粒不同形貌和不同含量对该材料微观组织和性能的影响，测试表征了材料的微观结构、密度、硬度、室温拉伸及摩擦磨损性能。研究结果表明：球形和不规则SiO2 颗粒在基体中分布均匀，SiO2/ 铁基体之间未发生界面反应；相同添加含量下，球形SiO2 加入的铁基粉末冶金材料密度降低更小；SiO2 颗粒的加入显著提高了基体的硬度和抗拉强度，添加2.0%球形和不规则SiO2 将基体材料的硬度从96HBW 分别提高至161HBW和158HBW，添加1.0% 球形和2.0% 不规则SiO2 将基体材料的抗拉强度从161 MPa 分别提高至217 MPa 和231 MPa；SiO2 颗粒形貌对基体材料摩擦磨损性能的影响趋势基本一致，当球形和不规则SiO2 颗粒的加入显著降低了基体的摩擦因数和磨损量，且材料的摩擦因数和磨损量随着SiO2 颗粒含量的提高而降低。

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羰基镍包石墨对铜基-石墨密封复合材料性能的影响

李艳敏，柳学全，李金普，施瑜蕾，姜丽娟，赵万林

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 41-47.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240026

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目前用于航空器机械密封环的软质材料虽然在一定程度上满足了使用要求，但随着现代航空业的高速发展，这些材料存在的弊端也逐渐显现，成为亟待解决的难题。为此，实验采用有机金属化学气相沉积（MOCVD）包覆改性和粉末冶金技术制备了一种高性能铜基-石墨密封复合材料，详细研究了羰基镍包石墨含量对其机械力学性能和摩擦学性能的影响，并对该复合材料的密封性能和热膨胀系数进行了测试分析。结果表明：当羰基镍包石墨含量为8% 时，复合材料具有优异的机械力学性能和摩擦学性能；与纯石墨为润滑组元的复合材料相比，该复合材料的密度可提高20%以上，抗弯强度提高31%，压溃强度提高41%，硬度提高27%，摩擦因数降低0.05 以上，磨损率降低0.46%/h；同时，该复合材料具有优异的密封性能。

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增强体对Fe-C-Cu 系粉末冶金组织及摩擦性能的影响

韩爱民，赵启亮，许晓静，李灿，周玉华，韩天

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 48-53.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230067

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实验研究了B4Cp和碳纳米管CNT 增强体在自主成分设计的粉末冶金Fe-C-Cu 系合金中的组织和摩擦磨损性能。通过SEM和XRD 探究其组织和形貌。研究发现添加0.16% B4Cp 和0.22% CNT 的增强体会抑制珠光体的生成，B4Cp 的抑制程度最严重，CNT 增强体试样相较未添加增强体试样的珠光体稍微减少。未添加增强体试样、CNT 试样和B4Cp 试样的硬度分别为115.45 HV、103.58 HV和100.41 HV。增强体的添加在Fe-C-Cu 系粉末冶金中未生成新物相，CNT 增强体对Fe-C-Cu 系粉末冶金的强化效果较好。而 B4Cp 增强体对Fe-C-Cu 系粉末冶金的强化效果则起到反作用。在摩擦磨损性能方面，添加CNT 增强体试样的摩擦因数最低，仅为0.05 左右，磨痕宽度仅为537.8 μm。未添加增强体试样的摩擦因数为0.15 左右，磨痕宽度为992.4 μm，而B4Cp增强体的摩擦因数超过0.2，磨痕宽度为978.2 μm。

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机械合金化及SPS 工艺对FeCrAl 合金组织和性能的影响

王昌东，郑莹，于永亮，刘博文

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 54-63.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240121

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FeCrAl 合金具有优异的高温力学性能、耐辐照性能和抗高温腐蚀性能，被认为是先进裂变反应堆结构和事故容错包壳理想的候选材料之一，成为核材料领域研究热点。为了进一步优化工艺并提高 FeCrAl 合金的性能，实验系统研究了机械合金化及放电等离子烧结（SPS）工艺对FeCrAl 合金致密化程度及显微组织的影响，并进一步测试了全致密试样洛氏硬度、静态室温拉伸性能及高温拉伸性能。主要得到以下结论：机械合金化Alloy0（FeCrAl 合金）、Alloy1（FeCrAl-0.2Re 合金）、Alloy2（FeCrAl-0.2Nd-0.2Hf 合金）三种合金粉末混合均匀，明显合金化；通过正交实验得到最优SPS 工艺参数为烧结温度1060 ℃、烧结压强50 MPa、保温时间5 min，样品可以实现全致密化，致密度分别达到99.8%、99.9%、99.9%；三种合金的主要物相为Fe-Cr、Al-Cr、Fe-Al 合金相，主要的物相均为Fe-Cr 合金，Alloy0 和Alloy1 平均晶粒尺寸分别为（12.2 ± 5.8）μm 和（9.82 ± 3.2）μm，Alloy2 合金的除了较为细小的等轴晶，形成较为弥散分布的柱状晶，三种合金的组织主要为晶内分布的较大颗粒的富含Al 的第二相以及Fe-Cr 为主的晶内细小第二相。 Alloy0 、Alloy1 、Alloy2 三种合金的性能有明显提升，洛氏硬度分别是（64.60±1.1）HRC、（66.53±2.3） HRC、（64.51±2.5）HRC，室温拉伸强度分别为（626±12）MPa、（661±5）MPa、（685±10）MPa，伸长率分别为 9.0%±0.5%、8.8%±0.2%、10%±0.9%，高温力学性能也有了明显的改善。机械合金化及SPS 是提高合金性能的有效工艺。

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雾化Fe-58%Sn 合金微滴外围气流场的模拟与数值分析

彭银利，杨卫斌，李梅，刘刚，赵亚忠，解芳

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 64-71.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230104

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基于k-ε 湍流模型，实验模拟了Fe-58%Sn 合金液滴在气流中强制冷却时的外围流场，分析了其流动和传热过程，确定了换热系数h，并讨论了流场对粉末内“核”结构位置的影响。结果表明：微滴迎风面气体平均流速低于通入气流速度，但高于背风面回流区内的气体流速。微滴表面气体流速v 和换热系数h 与旋转角 θ 关系密切，呈先增大后减小趋势。其中，在θ=2π/5 时，v 和h 值最大；在θ=π 位置，v 和h 最小，且峰值的位置与微滴直径无关。此外，计算还表明：微滴尺寸对外围气流场的影响不明显，在10 m/s 流场中，直径为400、 600 和800 μm的合金微滴最大换热系数差分别为727.8、779.7 和836.7 W·(m-2K-1)。表面换热差异将导致微滴内部“核”结构由几何中心向背风面不断偏移，最终可能形成“核”偏离中心位置的核/壳结构形貌。本研究对揭示核/壳结构的形成机制及新型智能结构材料设计具有重要指导意义。

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钼粉粒度对钼铼合金性能的影响

张丹华，王广达，熊宁

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 72-76.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240044

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钼铼合金具有良好的室温延展性能和机械加工性能，在多个行业广泛应用。通过粉末冶金方法制备的钼铼合金性能受原料粒度的影响，试验研究了三种粒度的钼粉与铼粉混合制备的MR35 合金，研究结果显示，费氏粒度3.6 μm的中颗粒钼粉与铼粉混合制备的钼铼合金坯料的致密度最高，变形率60%就可以达到 99.9%的致密度，而费氏粒度7.0 μm的粗粒颗粒钼粉与铼粉混合制备的钼铼合金致密度最低，需要变形率超过80%达到99.9%的致密度。钼铼合金粉末粒度比值（（D90+D10)/D50））与致密度存在正相关关系，比值越大则致密度越高。

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球料比对S290 粉末高速钢制备、组织和性能的影响

喻浩然，贾寓真，李栋梁，张权，欧阳志勇，陈刚

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 77-82.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230066

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以WC、Mo2C、Cr3C2、VC、Co 和Fe 粉为原料，通过机械球磨将粉末混合并压制成形，然后在1 170~ 1 230 ℃真空烧结制备S290 粉末高速钢。研究了不同球料比对S290 粉末高速钢制备、组织和性能的影响。结果表明：球磨后，混合粉末呈薄片状，随着球料比的增大，粉末之间出现粘连又再次被破碎。烧结温度为 1 200 ℃时，不同球料比球磨的粉末均能形成致密的高速钢。球料比越高的粉末，烧结温度窗口越宽，但烧结前后的收缩更为明显。球料比也会影响烧结后高速钢组织中碳化物的尺寸和分布，碳化物分散均匀可有效提高烧结及热处理后的硬度和性能稳定性，1 200 ℃烧结时，球料比为4:1 的粉末高速钢烧结和热处理后的硬度表现最优，其硬度分别为44HRC和66.13HRC。

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铌涂层对碳化硼不锈钢复合材料界面反应影响研究

李圆圆，唐彦，潘小强，吴莹

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 83-88.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240042

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为了解决碳化硼不锈钢复合材料在烧结温度下的界面反应问题，采用磁控溅射方法在碳化硼微球表面制备铌涂层，再以涂铌碳化硼微球、304 不锈钢粉末为原料，采用SPS 烧结方法在900~1 100 ℃下烧结，制得碳化硼弥散在不锈钢基体中的复合材料，采用扫描电镜对涂铌碳化硼微球的表面形貌、碳化硼与不锈钢界面反应层进行分析，研究了铌涂层对复合材料界面反应层的影响。结果表明：用磁控溅射方法在碳化硼微球表面制备出了厚度为0.5 μm 的金属铌涂层，铌层对碳化硼与不锈钢界面反应有阻止作用，在相同的烧结制度下，以涂铌碳化硼微球为原材料制得的碳化硼不锈钢复合材料界面反应层厚度明显降低，在材料烧结时，碳化硼与不锈钢各组元发生相互扩散，形成两层反应层，分别位于铌层两侧，并在外侧形成柯肯达尔孔洞。

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高通量换热管多孔涂层结合强度评价实验研究

杨军军，杨旭，郭辉进，平韶波，刘冠颖，李双权

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 89-94.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240025

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高通量换热管是一种新型高效换热元件，其外表面的多孔涂层能显著增强沸腾传热特性，广泛应用于蒸发器、再沸器等工业换热。在运输、安装和运行侵蚀下，如果多孔涂层与基管的结合强度过低，会存在多孔涂层从基管上剥离的风险，导致多孔结构失效。因此，多孔涂层的结合强度是其重要的性能指标之一。目前还没有统一的定量试验方法可以有效评价多孔涂层的结合强度。因此，基于剥离法的试验原理，设计了一套适合高通量换热管多孔涂层结合强度评价试验的装置，并采用该装置对不同种类的高通量换热管样品涂层结合强度进行了测试，结果表明：该方法可以实现涂层结合强度快速有效定量测试，结合强度测试结果的一致性较好，测试结果的样本相对标准偏差（RSD）为1.89%；喷砂处理后不同粗糙度的基管表面与涂层结合强度不同，粗糙度Ra 在3~6 μm时的结合强度较好。

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冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层腐蚀行为研究

代雪婷，南健，司永礼，胡家齐，宋圣强

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 95-100.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20220177

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为探究冷喷涂纯铝涂层硫酸阳极氧化层的防腐蚀效果，实验在两种不同孔隙率涂层表面制备硫酸阳极氧化层。通过SEM、EDS、中性盐雾试验和电化学试验，评价其组织、化学成分、耐蚀性能。结果显示，低孔隙率（0.8%）涂层虽因比表面积大，阳极氧化层厚度略低，但阳极氧化层致密度高，可形成致密钝化膜阻止材料进一步腐蚀。而高孔隙率（1.5%）涂层表面开放孔洞较多，机械加工过程进一步破坏了涂层表面连续性，电镀槽液沿涂层表面的孔洞渗入涂层组织内部，使涂层内部也发生了阳极氧化反应，破坏了涂层组织结构，使得涂层组织局部出现大于20 μm的孔洞，未能形成致密钝化层。因此，高孔隙（1.5%）涂层钝化区窄，且维钝电流密度随着钝化电位增加而增大。与铝合金基底材料相比，涂层阳极氧化层的自腐蚀电流密度和维钝电流密度更高，其耐腐蚀性能劣于基体，且随着孔隙率增大呈下降趋势。但涂层阳极氧化层仍可耐受336 h 中性盐雾腐蚀，满足飞机金属零件的防腐要求。为使涂层硫酸阳极氧化层具有和基体相近的耐蚀性能，并保证涂层致密度，建议尽可能减小涂层孔隙率。

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零价铁及其复合材料在污水处理中的研究进展

薛江鹏，蔡吉祥，李有文，莫治新，查向浩

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 101-106.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230136

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介绍了零价铁（ZVI）及其复合材料的改性方式，包括了包覆、负载、双金属、硫化。探讨零价铁处理污水的机制，及其复合材料的改性和应用，分析在应用中存在的问题。通过多种改性方式制备的ZVI 复合材料，不仅能够减缓ZVI 的团聚、增大表面活性面积，还可以提高对目标污染物的处理效果与稳定性。最后提出了零价铁改性材料的稳定性以及与微生物协同解决水污染问题是未来研究的重点内容之一。

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尖晶石锰酸锂人工CEI 膜修饰及其高温性能改性研究

蒋庆来，阳文辉，张霞

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 107-112.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240008

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锂离子电池尖晶石型锰酸锂正极材料具有较低的成本与优异的安全性能，但其电压平台较高，所产生较厚的正极界面相（CEI）可导致电池极化增加。此外，由于锰元素的溶解而导致的电池循环性能衰减亦严重制约着其在高温条件下的应用。实验从锰酸锂正极材料的人工CEI 膜修饰入手，通过电解质/ 电极界面电化学稳定性的增强，解决了界面副反应与锰溶解的问题。采用硅酸锂作为人工CEI 膜材料包覆层包覆锰酸锂，将60 ℃下全电池的首圈库伦效率提高了11.2%，并将60 ℃下锰元素的溶解率降低了 10.9%。所组装的锰酸锂/石墨全电池1 000 圈容量保持率从57.3%提升至82.2%。此外，通过对石墨负极表面残锰的检测发现，全电池电化学性能的提高一方面源于正极锰溶解的抑制，另一方面源于负极表面残锰的减少。通过硅酸锂作为人工CEI 膜修饰策略可为尖晶石型锰酸锂正极材料高温性能的提升提供有效途径。

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热等静压及热处理对SLM制备Mar-M509 合金组织及力学性能的影响

唐健，焦广云，陈超越

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 113-120.
https://doi.org/45323

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钴基高温合金具有熔点高、抗冷热疲劳性能优异、焊接性能好等特点，在航空发动机及燃气轮机上有着广阔的应用场景。实验以SLM技术制备的Mar-M509 钴基高温合金样品为研究对象，针对SLM样品中存在的微裂纹问题，通过热等静压作为后处理，并采用热处理对比后处理过程中显微组织和力学性能的变化。结果表明，经过热等静压和热处理的样品，显微组织特征几乎不存在差异，但经过热等静压后不再观察到微裂纹的存在。在后处理过程后，样品中发生了回复、再结晶和晶粒长大，粗大的晶粒使得样品的强度有所降低，而伸长率有所提高。由于热处理对微裂纹几乎没有影响，所以热处理态样品中仍然存在较为明显的拉伸性能各向异性，而热等静压态样品在不同平面上力学性能差异不大，说明了经过热等静压后微裂纹得到了消除。

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时效制度对GH4099 合金选区激光熔化成形组织及性能的影响

刘根，霍俊美，彭世清，张熹雯，毕中南，张少明

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 121-125.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240069

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实验主要研究了选区激光熔化成形GH4099 合金在不同热处理状态下的高温拉伸性能，并通过观测显微组织分析了造成其力学性能差异的原因。研究结果表明：经1150 ℃ 固溶1.5 h 及800，850， 900 ℃不同温度下时效8 h 后，合金晶粒均出现了不同程度的等轴化，且随时效温度升高，GH4099 合金的高温拉伸强度逐渐降低，塑性逐渐升高；观察其微观组织发现，时效温度不同时，晶粒内部形成的孪晶数量差异以及晶粒内部γ’析出相的尺寸和数量差异，造成了其高温拉伸性能的差异。

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LPBF 工艺参数对Inconel 718 成形缺陷的影响

段现银，李俊，段伟，容芷君，林志雄

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 126-133.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240005

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激光粉末床熔融（Laser Powder Bed Fusion, LPBF）技术具有复杂结构快速成形的显著优势，在诸多领域应用广泛。然而，LPBF复杂的工艺特点使其成形件易出现气孔和未熔合等孔隙缺陷。针对航空航天、船舶和能源等领域广泛应用的Inconel 718合金，开展了激光粉末床熔融实验与数值模拟研究。分析了激光功率、扫描间距和扫描速度等关键工艺参数对成形缺陷的影响，结合实验检测与离散元模拟，讨论了气孔和未熔合等孔隙缺陷的产生机制。研究结果表明：当激光扫描间距减小时，试样纵截面孔隙率降低；激光扫描速度增加时，试样边缘未熔合缺陷增加；激光功率增加时，试样内部气孔数量显著减少，同时在熔道边缘出现不规则未熔合缺陷。在激光扫描间距为80 μm、激光扫描速度为500 mm/s、激光功率为200 W 时，可以得到熔道宽度合适，试样成形缺陷较少、孔隙率较低的试样。

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面向增材制造的新型蜂窝夹芯结构拓扑优化设计

蒋国璋，刘朴湧，张严，段现银，谢寒冰

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 134-140.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240010

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增材制造是实现蜂窝结构的高效率、高精度制造的新兴技术，然而传统基于设计经验和力学试验的蜂窝夹芯设计方法，难以充分挖掘材料潜力、创新结构构型，导致蜂窝结构承载能力较差。本文提出了一种面向增材制造的新型蜂窝夹芯结构拓扑优化设计方法。采用数值均匀化理论预测蜂窝夹芯微结构的宏观等效弹性性能，随后以蜂窝夹芯微结构的剪切模量或体积模量最大化为优化目标，材料用量为约束条件，建立面向增材制造的蜂窝夹芯微结构拓扑优化设计模型；在拓扑优化模型灵敏度求解过程中施加灵敏度信息一致性约束，获得具有截面一致性的蜂窝夹芯结构，便于增材制造的高质量成形；算例结果表明，所提方法设计的新型蜂窝夹芯结构的剪切模量比传统六边形蜂窝和类蜂窝分别提高了58.62%和60.08%，体积模量分别提高了11.91%、31.82%。所提方法通过充分挖掘蜂窝夹芯的设计空间，显著提升了其力学性能，满足了增材制造的工艺要求。研究成果为高承载蜂窝夹芯结构设计和构型创新提供理论参考。

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选区激光熔化成形铝合金研究进展

张康，王幸福，梁驹华，韩福生

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 141-151.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230073

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铝合金因低密度、高比强、耐腐蚀性强等优势，已广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。然而，随着高强铝合金复杂精密构件需求日益增加，传统制造工艺已不能满足要求。金属增材制造技术可解决复杂构件的成形难、成形后内部缺陷较多等问题，展现出重要应用前景，其中，激光选区熔化技术（Selective laser melting，SLM）常用于高精度金属构件的3D打印成形，能够实现复杂零件的一体化近净成形，其制造的铝合金试样具有内部缺陷少、力学性能优异、表面质量高等优势。本文概述了SLM成形铝合金工艺特点与技术原理，存在的主要问题及控制缺陷的有效解决方法，重点关注了几种典型铝合金及其复合材料的SLM工艺研究进展，介绍了国内外最新研究动向，并对未来的发展趋势进行了展望。

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激光熔化沉积温度场和应力场有限元模拟研究进展

黄西娜，陈文静，上官永康

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 152-160.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240099

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激光熔化沉积（Laser Melting Deposition，LMD）技术是一种典型的增材制造工艺，但其复杂的热传导和应力变形问题对成形产品的质量和性能有重要的影响。采用传统实验分析方法成本高且难保证一致性，因此有限元法（Finite Element Method, FEM）成为对LMD制造过程中复杂的热传导和应力演化进行分析的重要手段。本文综述了LMD温度场和应力场有限元模拟的关键因素和研究方法，包括温度场模拟设置、应力场模拟设置、材料属性以及求解设置；阐述了LMD温度场和应力场有限元模拟的研究进展以及当前应用的挑战并提出了未来的发展趋势，为优化LMD制造过程和提高产品性能提供了指导。

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增材制造梯度材料的研究进展

孙金娥，贾永玮，张正威，宗泽众，田杰，吕紫涵

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 161-169.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230069

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成分连续变化的梯度材料广泛应用在航天航空、生物医用和汽车等领域，但传统的成形制备技术存在着较大的冶金缺陷，影响梯度材料的综合性能，而增材制造技术可以有效解决传统制备方法的冶金缺陷。本文对增材制造梯度材料进行了概述，总结了增材制造梯度材料的主要技术，讨论了增材制造梯度材料的组织结构与性能的研究进展，并对本领域未来的研究前景进行了展望。

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增材制造用适航级钛合金粉末在民用航空领域中的研究与应用进展

荣婷，徐迪，邵建波，栗钰鑫

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 170-178.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20230178

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增材制造技术在零件构型快速试制迭代、复杂零件一体化成形和结构减重等方面具有极大的应用优势，随着民用航空领域的发展，对激光增材制造提出了更多的需求。金属粉末作为增材制造的基础，对激光增材制造的质量的影响很关键。综述以民用航空用钛合金粉末为对象，梳理了增材制造金属粉末的制备工艺及其性能评价，对照适航级品质的要求，阐述了增材制造钛合金粉末在民用航空中研究和应用进展，并分析了制约增材制造金属粉末在民机进一步批产应用的瓶颈和挑战。

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选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr 研究进展

代坤，卢林，吴文恒

粉末冶金工业. 2024, 34(04): 179-192.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20240109

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铝合金具有低密度和高强度质量比的特点，在工业上被广泛采用。但由于传统高强铝合金凝固过程中易出现热裂纹，导致增材制造高强铝合金发展相对缓慢，目前只有极少数高强度铝合金可以通过选区激光熔化成形技术加工。重点综述了当前选区激光熔化成形高强铝合金的种类、成形工艺及性能三个方面的研究进展，总结了添加 Zr 和 Sc 元素来抑制凝固裂纹、提高强度成为当前选区激光熔化成形高强铝合金材料研发的趋势，归纳了当前选区激光熔化成形高强铝合金的成形工艺取得的进展及存在的不足，结合性能论述了选区激光熔化成形高强铝合金 Zr 和 Sc 等添加元素的作用机制，并指出了选区激光熔化成形高强铝合金的未来发展趋势。

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2024年, 第34卷, 第04期　刊出日期：2025-03-24

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