金刚石拥有极高的硬度和优良的耐磨性，由其作为磨粒制作的金刚石工具在硬脆难加工材料的高效、精密加工方面具有不可替代的作用。然而，随着新型硬脆材料的推广应用及现代精密加工需求的不断提高，亟需开发形状复杂化、结构精细化和性能高端化的金刚石工具。与传统制造技术相比，激光增材制造技术从原理上突破传统工具的结构设计和制造模式，可实现复杂形状、微小尺寸、超薄厚度金刚石工具的精密成形，受到国内外研究者的高度关注。检索了对近几年国内外有关激光增材制造金刚石工具的文献报道，综述了金属基金刚石工具…
在车轴服役过程中，车轴的损坏主要包括装配过程中对内壁产生的摩擦微动损伤、经泥沙等冲刷腐蚀后不断损伤剥落、运行过程中承载的旋转弯曲载荷疲劳损伤，以及检修推卸过程车轴的表面拉伤等，这些损坏会导致车轴因表面失效而报废。针对这些问题，选用中车研究院自行研制的CRRC-SP-13合金钢粉末对损伤的EA1N车轴进行激光熔覆处理，并制定了详细的激光熔覆工艺，分别从熔覆前、熔覆过程和熔覆后处理对车轴修复过程进行严格管控。结果表明：车轴经激光熔覆工艺处理后效果良好，无气孔、夹渣等新缺陷产生，成…
马氏体时效钢强度高、韧性好，在航天航空、石油化工、海洋装备等领域应用广泛。通过以18Ni300合金为研究对象，探讨了不同区域成形18Ni300合金的缺陷及性能一致性。结果表明：不同单光束区成形的试样致密度变化趋势基本一致，采用响应曲面法对各工艺参数进行了分析，获得了致密度与激光功率、扫描速度和扫描间距的关系模型，确定了优选参数。在优选参数下，整个幅面成形的18Ni300合金试样力学性能优良，且差异率低。单光束区试样抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1180～1186MPa、10…
某试制车型的不锈钢拉杆，在装配完成静置24h后发生了断裂失效，断裂位置在不锈钢拉杆的焊接接头处。通过宏观观察、扫描电镜分析、化学成分分析、金相与硬度检测等方法对不锈钢拉杆的失效原因进行了分析。结果表明：不锈钢拉杆的失效模式为氢脆断裂，拉杆材料中碳含量过高、焊接过程中在焊缝与热影响区出现马氏体组织，是导致氢脆断裂的根本原因。
轴承在安装过程中出现内圈贯穿断裂，通过宏观检查、断口分析、化学成分分析、金相检测、材料及热处理质量检测，对其断裂原因进行了分析。结果表明：该套轴承内圈心部存在局部锻造过烧缺陷，该轴承在安装受力时，沿缺陷部位贯穿断裂。
由于长心轨转换凸缘跟端模锻模具为滑模锻造，且锻造模具为多块拼装式，存在成品率低、工艺步骤繁琐等诸多缺点，因此设计了一种新型长心轨转换凸缘模锻模具结构形式、以提升锻造效率及成品质量。基于长心轨转换凸缘跟端成品尺寸进行加工工艺分析及合理的模具型腔设计，并利用三维建模软件进行三工位模具模型构建，制定加工变形方案，建立材料模型，随后利用仿真模拟软件（Deform-3D）进行模拟，对长心轨转换凸缘跟端模锻过程中金属的流动规律及各工位模具载荷变化进行试验，最终确定了新型长心轨转换凸缘跟端…
排气歧管是汽车发动机重要零部件，商用汽车发动机排气歧管材质多为硅钼球墨铸铁。在发动机热机试验中，排气管处于约700℃高温环境，试验后内腔常出现红锈，且锈斑易脱落可能导致增压器叶片损坏，引发客户抱怨，因此在实际生产供需中解决排气管内腔生锈问题至关重要。针对商用汽车发动机排气管硅钼球墨铸铁件（QTRSi4Mo1）在热机试验后内腔生锈的问题，提出了一种高温水蒸气氧化生成Fe₃O₄保护膜的解决方案。通过对比试验，验证了该方案能有效提高排气管铸件的抗氧化性，解决内腔生锈问题。
球墨铸铁发动机机体轻量化、集成化是发动机机体设计生产的主要方向，发动机机体也是铸造成形难度较大的铸件之一，其铸造工艺方法也在不断探索和更新。主要通过3D打印铸造工艺技术，对V型发动机机体工艺进行探索和优化，利用整芯最大化来减少砂芯数量，解决复杂结构设计，提高生产效率，改善机体铸件尺寸一致性，减少外观和内部缺陷。生产结果表明：研发设计的铸造工艺方案，可以解决铸件复杂结构成形困难的问题，生产过程更加简便高效，产品尺寸精度更高，外观和内部质量大幅度提升。
利用CMT-5000材料万能试验机、能量色散X射线谱仪（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD），研究了A286合金经982℃固溶热处理1h、水冷+720℃时效热处理17h后的材料组织及力学性能。结果表明：经过热处理的A286合金展现出了优异的力学性能，抗拉强度1027MPa、屈服强度746MPa、断后伸长率37.5%及断面收缩率42%。这些性能指标表明，A286合金在经过适当的热处理后，能够满足高端工业应用的性能要求。
通过对38CrMoAl钢在不同基体硬度和不同表面状况下渗氮后的渗层性能进行了比较，并采用不同的加工工艺方法对高转速发电机动密封结构中动环零件最终的渗氮层性能和尺寸精度进行了研究。结果表明：动环零件在进行渗氮时将基体硬度控制在28～32HRC并对渗氮表面不进行磷化处理，可以获得优异的渗氮层性能；针对动环零件，采取先渗氮再磨削，最后进行二次渗氮处理；或采取先磨削并预留0.05mm加工余量，再渗氮处理，均能使动环零件最终具有优异的渗氮层性能，满足高的尺寸精度要求。
通过对12Cr2Ni4钢进行两种正火工艺试验，对比多次正火和常规正火效果，并采用金相法检测两种工艺对应的金相组织。结果显示：在正火温度、保温时间相同时，两次正火处理获得较细的珠光体组织，晶粒得到细化，钢的强度、硬度得到提高。
旋压芯模是旋压加工生产中的关键工装，多采用高合金工具钢制作，常见的材质有9SiCr钢、CrWMn钢等。一般旋压芯模都要进行热处理，必须保证芯模硬度达到58～64HRC才能满足使用要求。原工艺对CrWMn钢芯模采用井式炉加热后油冷的淬火方式，最终硬度只能达到50～55HRC，无法满足使用要求。经过工艺改进，采用水淬油冷工艺使芯模形成2个硬度区域，工作端硬度达到59～60HRC，夹持端硬度为35～40HRC，满足了使用要求。
1Cr11Ni2W2MoV不锈钢的零件渗氮处理后，零件渗氮表面磨削后发现渗氮面存在点状剥落现象。通过研究氮化物剥落形貌及分布、渗氮层金相组织及硬度，探讨了渗氮层磨削后出现点状剥落的原因，并提出了解决该问题的工艺解决措施。
采用冷金属过渡（CMT）焊接技术对Q235钢实现对接焊接，并对其力学性能进行检测，进一步分析了焊接接头的组织与性能的关系。首先，通过焊接参数优化，筛选出部分成形质量优良的焊接接头。其次，通过金相检测对焊接试样显微组织进行分析，经对比发现，45°坡口工艺参数下成形良好；观察其组织发现，焊缝区域、完全重结晶区、部分重结晶区和母材区在显微组织上有显著差异；对应性能在强度和硬度方面也有明显不同：对接接头试样的抗拉强度在不同坡口角度下表现出差异，30°和45°坡口的抗拉强度显著高于60…
近年来，中车株洲电力机车有限公司大部分地铁采用标准地铁车体平台。标准地铁顶盖采用通长挤压圆弧铝合金型材结构，该种结构较适合应用搅拌摩擦焊工艺。搅拌摩擦焊焊接效率高、接头强度高。为推广应用标准地铁顶盖搅拌摩擦焊工艺，参考前期侧墙及长地板搅拌摩擦焊工艺开展工艺研究及验证。通过开展型材设计、工装设计、工艺设计、焊接参数验证及工程化样件制作等，确保标准地铁顶盖搅拌摩擦焊的力学性能、内部缺陷及产品轮廓度等满足相关设计及质量要求。
研究激光焊接工艺对厚度为0.15mm的SUS304不锈钢超薄板材焊接成形效果的影响规律，选取激光功率为280～320W、焊接速度为4～5m/min的焊接工艺条件，实施了搭接激光焊接试验。研究聚焦于分析以上工艺参数变化下焊缝成形的特性，并对取得最佳成形效果的焊接接头进行了微观组织与力学性能的深入剖析。试验发现：若激光功率过高，则会导致过多热量累积，引发焊缝烧穿现象；相反，若激光功率不足，则会减弱熔透能力，造成焊缝未充分熔合，这两种情况均不利于焊接接头承载力的提升。试验结果表明：…
随着钢塔设计水平的提高和结构钢产量增加，钢-砼组合结构的钢塔被设计师所青睐。根据桥梁钢塔受力需要，同时节约钢材和制造成本，有些桥梁采用薄壁结构的钢-砼组合塔。但对于薄壁钢塔壁板单元制造及拼装工艺的研究还较少，亟需解决薄壁板单元的焊接变形、对接精度等问题。根据“狮子洋大桥”钢塔的结构特点和制造工艺要求，针对其钢壳板单元的制造工艺进行了深入研究。通过采用数控激光切割下料、钢板切割外形尺寸预留变量研究、打磨吸尘推车设备、智能剪力钉焊接机器人系统等技术和装备，实现了薄壁钢塔壁板单元制…
力参量是搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,FSW）缺陷形成的重要信息载体，在缺陷预测中具有重要作用。利用测力平台实现了铝合金FSW过程中前进阻力、侧向力和轴向压力的原位测量，分析了力参量对缺陷形成及缺陷尺寸的响应规律。结果表明：在典型工艺参数下，焊接过程中三向力呈现出先增加、后稳定、最后快速降低的变化趋势。在低转速（≤750r/min）或高焊接速度（≥240mm/min）条件下，焊缝内部产生隧道缺陷，力参量变化主要体现在轴向压力降低和侧向力增加。侧向力与…
深水导管架高强钢S420在实际焊接时，药芯焊丝常暴露在潮湿的空气环境中，导致扩散氢含量增加，焊缝易出现焊接延迟裂纹。通过扩散氢和斜Y形坡口试验，研究了不同预热温度对焊缝金属延迟裂纹敏感性的影响，分析了微观组织特征、硬度和裂纹萌生与扩展行为。研究结果表明：随着焊接材料在潮湿环境中暴露，扩散氢含量从4.0mL/100g升高至7.0mL/100g；当焊接材料未暴露且预热温度为130℃时，焊缝未出现延迟裂纹；而焊接材料暴露24h后，预热130℃的焊缝裂纹率高达25%；当预热温度增加至…
针对高效深熔氩弧焊（K-TIG）在LNG双燃料船舶供给系统316L不锈钢管对接焊中的应用进行研究，并从焊接质量、焊接效率、接头性能、材料和人工消耗等方面与传统钨极氩弧焊进行对比。结果表明：K-TIG焊接技术适用于LNG双燃料船舶供给系统316L不锈钢管在车间等固定场所内的焊接，可大幅提高焊接效率，减少人工和材料消耗，同时具备在船舶行业奥氏体不锈钢管焊接中推广应用的潜力。