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1、Simulation study on integrated bottom car body formation by high pressure die casting with a dual injection system

基于仿真的一体式下车身压铸双压射成型的可行性研究

Rong Xiao, Jing-guo Wang, Shao-xing Meng, Wei-dong Mao, Li-geng Yang, Jin Zhang, Lei Song, Wan-tong Chen, and Wen-bo Yu

肖榕，王金国，孟少星，茅卫东，杨立根，张进，宋磊，陈万通，于文波（奇瑞新能源汽车股份有限公司）

引用格式：Xiao R, Wang J G, Meng S X, et al. Simulation study on integrated bottom car body formation by high pressure die casting with a dual injection system. China Foundry, 2025, 22(4): 363-373. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4028-y

摘 要：本研究针对一体式下车身压铸双压射成型的可行性进行了深入探讨。研究结合了万吨级压铸超大型一体式下车身压铸零件的成型开发，针对单压射系统和双压射系统进行对比研究，重点研究了万吨级压铸产品的成型问题和由于充型过程带来的缺陷问题。研究结果表明双压射系统工艺在一体化下车身压铸场景中可显著减少冷隔缺陷、缩短充填时间。通过缩比模具（3:1）的验证，实验件完整，表面质量高，为一体化下车身压铸双压射成型提供了理论依据和实践指导。

2、Influence of nodular graphite on microstructure, mechanical properties, and wear behavior of austempered ductile iron

球墨形态对奥氏体等温淬火球墨铸铁微观组织、力学性能及摩擦磨损行为的影响

Xue-bo Zhao, Shu-ya Diao, Yan-song Nan, Jin-hai Liu, and Jing-kun Li

赵雪勃，刁淑雅，南岩松，刘金海，李晶琨

引用格式：Zhao X B, Diao S Y, Nan Y S, et al. Influence of nodular graphite on microstructure, mechanical properties, and wear behavior of austempered ductile iron. China Foundry, 2025, 22(4): 374-384. https://doi.org/10.1007/s41230-025-5034-9

摘 要：本研究系统探讨了石墨球参数（数量、平均直径及球化率）对奥氏体等温淬火球墨铸铁（ADI）微观组织与力学性能的影响机制。通过制备具有梯度分布石墨球数量的ADI试样（212±11个/mm²的G-200、308±9个/mm²的G-300、415±10个/mm²的G-400及589±13个/mm²的G-600），发现随着石墨球密度增加呈现显著的细化效应：平均直径由G-200的33.3±1.3 μm梯度递减至G-600的17.0±0.7 μm，同时所有试样的球化率均达90%以上且随着石墨球数量的增加逐渐增大。试验结果显示，奥氏体相体积分数随石墨球密度增加而降低。力学性能测试表明，G-400试样展现出最优综合性能，其抗拉强度达897±11 MPa，延伸率为9.8%±0.6%，较G-200分别提升5.3%和44.1%。在室温高载（25 N）干滑动摩擦磨损实验中，G-400的磨损体积较G-200降低42%，表现出最佳耐磨性。分析微观磨损形貌，表明ADI磨损机制主要表现为微切削主导的磨粒磨损、粘着磨损及疲劳磨损机制。

3、Effect of La content on microstructure, tensile properties, and electrical conductivity of cast Al-Mg-Si-xLa alloys

La含量对铸态Al-Mg-Si-xLa合金微观结构、拉伸性能及电导率的影响

Hong-yu Xu, Hai-feng Jia, Ze-sheng Ji, Ming-liang Li, Han Yu, Bo Jiang, Ye Wang, and Mao-liang Hu

许红雨, 贾海峰, 吉泽升, 李明亮, 于涵, 姜博, 王晔, 胡茂良（哈尔滨理工大学）

引用格式：Xu H Y, Jia H F, Ji Z S, et al. Effect of La content on microstructure, tensile properties, and electrical conductivity of cast Al-Mg-Si-xLa alloys. China Foundry, 2025, 22(4): 385-394. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4101-6

摘 要：轻质铝合金导电材料（Al-Mg-Si合金）不仅需要高电导率以降低电能损耗，还需要高强度以抵御极端天气条件。为了同时提高Al-Mg-Si合金的电导率和力学性能，本文采用稀土元素La对Al-Mg-Si合金进行改性，系统研究了La含量对铸态Al-Mg-Si合金微观结构、拉伸性能和电导率的影响。结果表明，适量的La有助于提高Al-Mg-Si合金的强度和电导率。当La的添加量为0.2wt.%时，α-Al晶粒明显细化，Mg₂Si 相的生成减少了铝基体中的溶质原子Mg和Si，生成的Al₁₁La₃ 相均匀分布，AlFeSi相的形貌从连续状态转变为不连续状态。Al-Mg-Si-0.2La合金的拉伸性能和电导率最佳，其抗拉强度、屈服强度、延伸率和电导率分别达到170 MPa、88 MPa、18.9%和44.0% IACS。与未添加La的Al-Mg-Si合金相比，分别提高了9.0%、15.8%、70.3%和17.3%。然而，添加过量的La会使Al-Mg-Si-xLa合金的性能降低。

4、Designing the counter pressure casting gating system for a large thin-walled cabin by machine learning

基于机器学习的大型薄壁舱体差压铸造浇注系统优化设计研究

Xiao-long Zhang, Hua Hou, Xiao-long Pei, Zhi-qiang Duan, and Yu-hong Zhao

张小龙，侯华，裴小龙，段志强，赵宇宏（中北大学）

引用格式：Zhang X L, Hou H, Pei X L, et al. Designing the counter pressure casting gating system for a large thin-walled cabin by machine learning. China Foundry, 2025, 22(4): 395-406. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4177-z

摘 要：铸件浇注系统的设计直接决定铸件的凝固顺序、缺陷严重程度及整体质量。为此开发了一种新颖的机器学习设计策略，用于大型薄壁舱体铸件差压铸造浇注系统的设计优化。通过正交试验与浇注系统设计准则相结合的方式，构建了高质量数据集；采用 Spearman 相关性分析完成高质量特征的筛选；最终利用门控循环单元（GRU）循环神经网络与弹性网络模型，实现对浇注系统尺寸的精准预测。借助 EasyCast 与 ProCAST 铸造仿真软件，通过对流场、温度场及凝固场的多维度对比分析，成功实现了铸件的稳定充型与自上而下的顺序凝固控制。相较于传统经验公式法，该仿真驱动的设计方法彻底消除了依赖试错迭代的低效模式，显著提升了工艺可靠性：铸件孔隙率大幅降低，缺陷体积从原始 11.23 立方厘米降至 2.23 立方厘米；同时，通过针对性加入内冷铁进一步消除了内部潜在铸造缺陷，最终达成了智能浇注系统的精准设计目标。

5、Effect of quenching, lamellarizing, and tempering heat treatment on cryogenic toughness of ZG14Ni3Cr1MoV steel

亚温淬火热处理对ZG14Ni3Cr1MoV钢低温韧性的影响

Chang-fu Li, Yun-bao Gao, Bao-zhi Li, Ling Zhao, Yu Wang, Hai-jun Zhang, Qiu Du, and Zeng-rui Wang

李长福，高云保，李宝治，赵岭，王宇，张海军，杜丘，王增睿（中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司）

引用格式：Li C F, Gao Y B, Li B Z, et al. Effect of quenching, lamellarizing, and tempering heat treatment on cryogenic toughness of ZG14Ni3Cr1MoV steel. China Foundry, 2025, 22(4): 407-416. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4287-7

摘 要：本研究旨在通过与传统调质（quenching and tempering, QT）热处理进行比较，研究亚温淬火（quenching, lamellarizing, and tempering, QLT）热处理对ZG14Ni3Cr1MoV高强度低合金（high-strength low-alloy，HSLA）钢微观组织和力学性能的影响。经过不同的QLT热处理后，获得了由“软”铁素体和“硬”回火贝氏体组成的双相组织，与QT试样（64.93 μm）相比，QLT试样的晶粒尺寸明显细化（38.87 μm 至 46.51 μm）。随着亚温淬火温度从750 °C升高到810 °C，QLT试样的屈服强度和抗拉强度有所提高，但仍然低于QT试样。相反，断后伸长率、断面收缩率以及强塑积有所下降，然而仍高于QT试样。值得注意的是，在-80 °C到-120 °C的冲击温度范围内，QLT试样冲击吸收功均明显高于QT试样，并且在进行910 °C淬火+780 °C亚温淬火+670 °C回火后，获得了最合适的低温韧性，分别为216 J（-80 °C）、208 J（-100 °C）和183 J（-120 °C）。QLT试样拥有较好的低温韧性可归因于双相组织中的两种机制：（i）较低的位错密度抑制裂纹萌生；（ii）软相铁素体使裂纹尖端钝化，以及大角度晶界（high-angle grain boundaries，HAGBs）偏转和阻碍裂纹扩展。研究结果证明，QLT热处理是一种提高ZG14Ni3Cr1MoV HSLA钢低温韧性的可行方法。

6、Microstructural evolution and comprehensive properties of Mg-8Li-3Al-2Zn alloy during annealing treatment under various cooling rates

退火处理中不同冷却速率下Mg-8Li-3Al-2Zn 合金组织演变与综合性能

Ling Li, Wang-yang Xue, Zhu-min Li, Tian-yu Liu, Rui Zheng, and Guo-bing Mao

李玲，薛汪洋，利助民，刘田雨，郑瑞，冒国兵（安徽工程大学）

引用格式：Li L, Xue W Y, Zhu-min Li Z M, et al. Effects of Cr element doping on the microstructure and performance of quinary FeCoNiSiB multi-principal element alloys. China Foundry, 2025, 22(4): 417-426. https://doi.org/10.1007/s41230-025-3113-6

摘 要：退火处理是提升Mg-8Li-3Al-2Zn (LAZ832) 合金综合性能的有效策略，其中冷却速率在调控微观组织和性能方面起着决定性作用。本研究系统研究了通过水淬 (WC)、空冷 (AC) 和炉冷 (FC) 控制的冷却速率对 LAZ832 合金相演变、力学性能和耐蚀性的影响。退火后的组织由 α-Mg、β-Li、AlLi 和 MgLi₂Al 相组成，随着冷却速率的降低，Al-Li相（AlLi和MgLi₂Al）的体积分数增加。强化机制主要由固溶强化主导，这是由Al和Zn原子溶入基体所导致，显著提高了抗拉强度。然而，过高的溶质含量导致塑性显著下降。扫描探针显微镜(SPM)显示，由于Al和Zn原子溶入基体相，功函数升高，这与改善耐蚀性能相关。综合分析表明，空冷实现了合金抗拉强度、塑性和耐蚀性之间最佳平衡，其性能优于炉冷样品。同时，与水淬样品（强度更高但发生脆性断裂）相比，空冷更为合适。这些发现为设计具有定制微观组织和多性能优化的LAZ832合金建立了坚实的框架，推动了其在轻量化工程领域的应用。

7、Effects of Cr element doping on the microstructure and performance of quinary FeCoNiSiB multi-principal element alloys

Cr元素添加对FeCoNiSiB多主元合金微观结构与性能的影响

Shu-yan Zhang, Dan-yue Ma, Pei-pei Shen, Bo Sun, Hua Chen, Zhi-bin Zhang

张舒研，马丹跃，沈沛沛，陈华，张志彬（杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院）

引用格式：Zhang S Y, Ma D Y, Shen P P, et al. Effects of Cr element doping on the microstructure and performance of quinary FeCoNiSiB multi-principal element alloys. China Foundry, 2025, 22(4): 427-438. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4170-6

摘 要：本研究重点探讨了Cr元素掺杂对 FeCoNiSiB 多主元合金的微观结构、热稳定性、显微硬度、软磁性能和抗腐蚀性能的影响。通过真空熔炼甩带技术制备的淬火态Fe-Co-Ni-Si-B-Cr 合金带材能够保持非晶态。玻璃化转变温度Tg和起始结晶温度Tx随着Cr元素的添加而降低，最高值分别为 782.0 K 和 821.5 K。当Cr含量达到 3%时，该合金在所研究的合金中具有最佳的软磁性能，饱和磁感应强度约为0.578 T，矫顽力约为 5.5 A/m。所有合金带材的显微硬度总体上随着Cr含量的增加而降低，数值均在 810 HV0.5 以上。此外，研究发现随着Cr含量的增加，耐腐蚀性变得更好，在3.5wt.%的NaCl 溶液中，试样呈现出明显的钝化区域。含8%Cr的多主元非晶带材其自腐蚀电位最高，为-0.340 V；点蚀电位为 0.288 V，其钝化区范围最宽，为 0.628 V。此外，本研究还展示了在腐蚀环境中浸泡100 小时后合金带材的微观结构形貌图。这项研究加深了Cr元素在六元Fe-Co-Ni-Si-B-Cr非晶合金中的作用。

8、Effect of CNT content on microstructure and tribological properties of CNTs/AlSi10Mg composites by LPBF

碳纳米管含量对LPBF成形CNTs/AlSi10Mg复合材料微观结构和摩擦性能的影响研究

Li-yi Jiang, Chao-yi Shen, Ting-ting Liu, Chang-dong Zhang, Xiang Su, Wei-wei Xu, Bo-xiang Wang, Zhi-xiang Qi, and Wen-he Liao

蒋立异，沈超逸，刘婷婷，张长东，苏翔，徐伟伟，王博翔，祁志祥，廖文和

引用格式：Jiang L Y, Shen C Y, Liu T T, et al. Effect of CNT content on microstructure and tribological properties of CNTs/AlSi10Mg composites by LPBF. China Foundry, 2025, 22(4): 439-448. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4118-x

摘 要：本研究采用激光粉末床熔融（LPBF）技术成功制备了碳纳米管（CNTs）质量分数为0.0-2.0%的CNTs/AlSi10Mg复合材料，成形采用的激光扫描速度为900-1900 mm/s。实验结果表明，当CNTs的质量分数低于2.0%时，可在复合粉末中实现均匀分散。通过透射电子显微镜（TEM）发现，LPBF成形试样中CNTs的形态特征与其质量分数呈现显著相关性。CNTs在成形件中的轴向长度随着其含量增加呈现明显增长趋势，其中1.0wt.% CNTs/AlSi10Mg成形件中CNTs平均长度为200-300 nm，而2.0wt.% CNTs/AlSi10Mg成形件中的CNTs则达到500-1000 nm。当CNTs质量分数为1.0%、激光扫描速度为1300 mm/s时，试样显微硬度达到峰值143.3 HV；2.0wt.% CNTs/AlSi10Mg成形件与AlSi10Mg成形件相比，摩擦系数（CoF）与磨损率分别降低约14%和30%。研究表明，CoF与磨损率随CNTs质量分数增加呈系统性下降规律，分析认为CNTs的自润滑特性显著提升了复合材料的摩擦学性能。结合微观组织分析发现，CNTs促进了试样内部形成更为完整且细化的网状结构，且与界面反应生成的碳化铝（Al4C3）共同促进了基体内的奥罗万（Orowan）强化机制与霍尔-佩奇（Hall-Petch）效应，实现了强化作用。

9、Effect of single winding helical electromagnetic stirring on microstructure and mechanical properties of semi-solid Al-Mg2Si in-situ composites

单绕组螺旋电磁搅拌对Mg2Si增强Al基原位内生半固态复合材料微观组织及力学性能的影响

Dong Pan, Qing-tao Guo, Yi-tong Wang, Bing-jun Lu, Xue-feng Tang, Hua-song Liu, Pei Xu, Xiao-lei Zhu, Chong-yi Wei, and Yu Zhang

潘栋，郭庆涛，王艺橦，卢秉军，唐雪峰，刘华松，徐佩，朱晓雷，魏崇一，张宇（鞍钢集团北京研究院有限公司）

引用格式：Pan D, Guo Q T, Wang Y T, et al. Effect of single winding helical electromagnetic stirring on microstructure and mechanical properties of semi-solid Al-Mg2Si in-situ composites. China Foundry, 2025, 22(4): 449-462. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4188-9

摘 要：Al-Mg₂Si 原位内生复合材料是一种轻质材料，在汽车轻量化、航空航天以及电子元器件等领域具有广阔的应用前景。本研究采用半固态技术结合不同类型的电磁搅拌工艺（包括旋转电磁搅拌 RES 与单绕组螺旋电磁搅拌 SHES）对材料进行改性处理，旨在调控其不良的凝固树枝晶组织，从而提升复合材料的力学性能。在半固态+旋转电磁搅拌（SM+RES）和半固态+单绕组螺旋电磁搅拌（SM+SHES）样品中，由于电磁搅拌作用引发了枝晶臂熔断、临界形核半径减小、形核率提高以及额外过冷度增大，实现了Mg₂Si相与α-Al基体的球化与细化。与铸态（AC，即常规铸造样品）相比，SM+RES样品和SM+SHES样品中的 Mg₂Si相分别细化了73.4%和75.7%。此外，单绕组螺旋电磁搅拌能够形成分布更为均匀的物理场、更低的温度梯度以及更显著的质量传输效应，这主要是SM+SHES 样品中细小且弥散分布的增强相Mg₂Si 颗粒更加均匀的主要原因。不仅如此，通过电磁搅拌的引入，改性后的半固态复合材料的拉伸性能与硬度均得到了显著提升。其中，SHES的改善效果优于 RES。SM+SHES样品具有最高的布氏硬度值（124.7 HB），其拉伸性能综合质量指标分别比 SM+RES样品和AC样品高出5.73%和82.2%。

10、Effect of surface recrystallization on high-temperature tensile properties of a directionally solidified DZ409 Ni-based superalloy

表面再结晶对定向凝固DZ409镍基高温合金高温拉伸性能的影响

Qiang Yang, Ya-zhou Li, Fu Wang, Jing Wang, Di-chen Li, and Jian-tao Wu

杨强，李亚洲，王富，汪靖，李涤尘，吴剑涛（西安交通大学）

引用格式：Yang Q, Li Y Z, Wang F, et al. Effect of CNT content on microstructure and tribological properties of CNTs/AlSi10Mg composites by LPBF. China Foundry, 2025, 22(4): 463-470. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4265-0

摘 要：表面再结晶是定向凝固高温合金中的一类典型晶粒缺陷。大量前期研究聚焦其在单晶高温合金中的结晶行为及对机械性能的影响，鲜有表面再结晶对定向凝固高温合金的高温机械性能的研究。本文系统研究了表面再结晶对定向凝固DZ409高温合金高温拉伸性能的影响。结果表明，在650 °C测试条件下，试样的屈服强度随着表面再结晶分数的增加几乎成线性的增加。随着表面再结晶分数从0%增加到4.9%，延伸率大幅的下降。然而，当表面再结晶分数超过该临界点时，再进一步增加表面再结晶分数时，延伸率不再发生明显的变化。在950 °C测试条件下，随着表面再结晶分数从0%增加到4.9%，试样的屈服强度和延伸率都会随着表面再结晶分数的增加而逐渐减小。在650 °C时，试样的断裂形式主要表现为穿晶和沿晶解理断裂的混合模式，而在950 °C时，其断裂形式主要表现为韧性和沿晶韧窝断裂模式。试样的失效与表面再结晶晶粒引入的横向晶界相关，在中、高温条件下，试样在初始拉伸测试阶段，裂纹容易在晶界处萌生，随后裂纹将沿着这些横向晶界扩展至定向晶基体，最终导致试样的失效。

11、On microstructure and room-/high-temperature properties of an Al2O3/Al-Cu-Mn composite

Al2O3/Al-Cu-Mn复合材料的微观组织与室温和高温性能研究

Jing-bin Liu, Jing-yi Hu, Meng-yu Li, Gui-liang Liu, Tong Gao, and Xiang-fa Liu

刘敬彬，胡静怡，栗梦玉，刘桂亮，高通，刘相法（山东大学）

引用格式：Liu J B, Hu J Y, Li M Y, et al. On microstructure and room-/high-temperature properties of an Al2O3/Al-Cu-Mn composite. China Foundry, 2025, 22(4): 471-479. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4199-6

摘 要：采用球磨和液固反应相结合的方法制备了一种Al2O3/Al-Cu-Mn复合材料，其名义成分为Al-4Cu-0.5Mn-2.8γ-Al2O3。除原位反应生成的纳米γ-Al2O3颗粒外，复合材料还含有经T6热处理形成的纳米θ'相和T（Al20Cu2Mn3）相。在室温和高温（200 °C、300 °C和400 °C）下对经T6热处理的Al-4Cu-0.5Mn-2.8γ-Al2O3复合材料和Al-4Cu-0.5Mn基合金进行了拉伸测试。与Al-4Cu-0.5Mn基合金相比，Al-4Cu-0.5Mn-2.8γ-Al2O3复合材料的室温屈服强度显著提高，从187 MPa提高到263 MPa，同时，高温下屈服强度也有一定提高，400 °C时屈服强度达到52 MPa。原位生成的γ-Al2O3颗粒主要沿晶界分布，起到了室温和高温强化作用。本研究为面向高温应用场景的复合材料设计与制备提供了参考。

12、Effects of Al and C content on κ-carbide precipitation and strengthening in high-Mn low-density steels: A quantitative study

Al、C含量对高锰轻质钢中κ-碳化物析出和强化的影响：定量研究

Yu-xiang Liu, Tao Xu, Jian-lei Zhang, Feng-hui An, Gang Chen, Chang-jiang Song, and Qi-jie Zhai

刘宇翔，徐滔，张鉴磊，安丰辉，陈刚，宋长江，翟启杰（上海大学）

引用格式：Liu Y X, Xu T, Zhang J L, et al. Effects of Al and C content on κ-carbide precipitation and strengthening in high-Mn low-density steels: A quantitative study. China Foundry, 22(4): 480-492. https://doi.org/10.1007/s41230-025-4144-8

摘 要：本研究设计了Fe-28Mn-(10-12)Al-(0.8-1.4)C (wt.%)轻质钢，研究不同Al、C含量对高锰轻质钢中κ-碳化物析出行为的影响及其对强度的贡献。结果表明，Al、C元素的增加都能促进κ-碳化物的析出，其中C的作用更为明显。在亚快速凝固工艺制备的10Al轻质钢中，C含量从0.8wt.%增加到1.4wt.%，可以将κ-碳化物尺寸从9.6 nm增加到38.2 nm，体积分数从10.2vol.%增加至29.8vol.%。相比之下，12Al0.8C轻质钢中κ-碳化物的平均尺寸和体积分数仅分别为11.4 nm和17.8vol.%。较高的Al、C含量减少了奥氏体和κ-碳化物之间的晶格错配，从而促进了κ-碳化物的形核。值得注意的是，C含量的增加导致κ碳化物的吉布斯自由能大幅降低，从而为κ-碳化物的形成提供了更强的驱动力。另外，随着C含量从0.8wt.%增加至1.4wt.%，κ-碳化物与位错之间的相互作用从颗粒切过机制转变为绕过机制，κ-碳化物的最大析出强化可达583 MPa。本研究中，Al、C含量与κ-碳化物析出之间关系的构建将为高锰钢的合金设计提供有价值的参考。