传统的催化合金材料多以贵金属为主,而近些年报导的高熵合金催化材料多以便宜的金属材料为主,且部分的高熵合金催化性能优于传统贵金属的催化性能。本文将系统地从电催化析氢反应(HER)、电催化析氧反应(OER)、氨分解反应(NH₃)、电催化氧还原反应(ORR)、电催化一氧化碳还原(CORR)与电催化二氧化碳还原(CO₂RR)等5个方面进行综述,最后对高熵合金的催化性能进行总结,并对未来的研究方向进行了展望。

镁合金作为最有发展前景的轻质结构材料之一，具有良好的铸造性、可加工性、生物相容性和优异的力学性能，已广泛用于汽车制造、航空航天以及生物医学等多个领域。随着轻量化发展，开发镁合金整体构件已成为其应用趋势。但是，整体构件通常具有规模大、结构复杂的特点，相较于传统制造工艺，电弧增材制造具有沉积速率高、成本低、材料利用率高等特点，为制备大型镁合金构件提供可能性。因此，镁合金电弧增材制造得到了不同程度的研究，本文主要从3个方面对镁合金电弧增材制造的研究进展进行综述。首先，介绍了电弧增材制造技术不同工艺方法；其次，介绍了镁合金电弧增材制造的研究现状包括成型质量和组织性能；最后，总结了镁合金电弧增材制造可能面临的挑战，为镁合金电弧增材制造技术的进一步研究与应用提供参考。

TZM合金具有熔点高、强度大、线膨胀系数小、耐蚀性强以及高温力学性能良好等特点,是应用最为广泛的钼合金之一,在许多领域具有不可替代的作用。本文从TZM合金的研究现状出发,在钼合金热加工成型与强化理论基础上,综述了TZM合金的制备方法、力学性能的调控方法、显微组织的调控以及研究的最新进展。介绍了调控策略,如改变掺杂和烧结工艺,合金元素和第二相调控。此外,还讨论了这些界面与TZM合金性能之间的关系。最后,结合强韧化机理对TZM合金的未来研究方向与开发进行了展望。

采用扫描电镜、拉伸和冲击试验机等研究了42CrMoVRE钢经不同工艺热处理后的显微组织、力学性能与冲击韧性。结果表明:油淬+高温回火后实验钢的组织为回火索氏体,正火+油淬+高温回火后的显微组织为回火索氏体+少量针状铁素体,而正火+油淬+低温回火后的组织为回火马氏体;淬火前的正火处理可有效地细化铁素体晶粒和碳化物,进而提高细晶强化和析出强化对强度的贡献;较低的回火温度显著提高了实验钢的强度,其主要强化机制是细晶强化和位错强化,但严重牺牲了冲击韧性;油淬+高温回火后实验钢中的多边形铁素体较好地抑制了裂纹的扩展,冲击韧性较高,正火+油淬+高温回火后实验钢的针状铁素体具有较小的裂纹扩展阻力,导致冲击韧性降低,正火+油淬+低温回火后实验钢中的回火马氏体具有较高的残余应力,导致裂纹容易萌生和扩展,所以冲击韧性最低。

聚醚醚酮（PEEK）因独特的结构使其具有良好的自润滑性、耐高温及耐水解等优异的综合性能。但PEEK作为特种工程塑料代表之一，由于成型温度高，普通塑料的成型方式和腔体磨具很难满足其要求。鉴于此，利用真空热压烧结技术在不同烧结温度下制备了纯PEEK材料。采用X射线衍射、红外和热重等表征手段对材料的结构、力学性能和热学性能进行表征，并利用多功能摩擦磨损试验机、三维轮廓仪和扫描电镜等分析了材料的摩擦磨损性能。结果表明：烧结温度没有改变PEEK材料的结构，对其热学性能影响较小；随着烧结温度的升高，PEEK材料的硬度稍有增加，热稳定性有一定程度的提高；当烧结温度为350℃时，PEEK材料的拉伸性能和摩擦磨损性能最佳，抗拉强度、弹性模量和磨损率分别为65.15 MPa、6.42 GPa和0.513×10^-4 mm³/（N·m）。

镁空气电池由于低成本、高能量密度、高电化学当量等优点,在绿色清洁能源中备受关注。镁空气电池的研究发展仍受到极大阻碍,主要原因在于镁合金在应用过程中存在电池放电电压低、阳极利用效率低、自腐蚀速率大等问题。造成这些问题的原因在于镁合金本身存在的负差数效应、放电产物钝化、合金组织不均匀等。围绕镁空气电池阳极材料,首先对镁合金的阳极反应机理和存在的问题进行了总结,然后分别从合金化、塑性加工工艺、热处理工艺三方面综述了镁合金电化学性能的改善方法,最后展望了镁空气电池阳极材料的未来发展方向。

焊接数值模拟通过对复杂或不可观察的现象进行定量分析和对极端情况下尚不知的规律进行预测，实现对复杂焊接现象的模拟，揭示焊接现象本质和规律，可以优化结构和工艺设计，从而减少实验工作量，提高焊接接头质量。然而，由于焊接技术在工程中所面临的焊接情形愈加复杂，而热源模型作为焊接数值模拟的“灵魂”，合理选用及开发新型焊接热源模型就显得尤为重要。因此，研究焊接仿真热源模型的发展、二次开发和热源参数的确定对日后的工程应用具有指导意义。本文针对近几年热源模型在气体保护金属极电弧焊、等离子弧焊和激光-电弧复合焊数值模拟中的发展进行了系统综述，介绍了基于二次开发的热源模型的研究进展，总结了热源参数的确定方法，最后指出了焊接热源模型未来的研究重点。

通过Formastor-F‖相变仪测试了9310钢在不同冷却速度下的膨胀曲线,并绘制其连续冷却转变曲线(CCT曲线);以CCT曲线为基础,结合光学显微镜、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等分析了不同冷却速度对实验钢组织转变的影响。结果表明:当冷却速度为0.05~1℃/s时,随着冷却速度的提高,铁素体转变逐渐过渡为贝氏体转变;当冷却速度为5℃/s时,只发生贝氏体转变;当冷却速度为10~20℃/s时,贝氏体转变逐渐向马氏体转变过渡。当冷却速度从0.05℃/s增加到5℃/s时,9310实验钢的维氏硬度迅速增加;当冷却速度提高至10℃/s及以上,维氏硬度稳定在约410 HV0.5。

随着计算机技术的飞速发展,第一性原理计算与分子动力学模拟的方法在材料设计与机理研究中起到至关重要的作用。本文总结了第一性原理计算在镁合金广义层错能、晶格常数、弹性常数、裂纹形成能等方面的应用,综述了分子动力学模拟在镁合金孪晶界演变与迁移、孪晶界与位错及晶界的交互作用、元素偏析对界面的影响、析出相与孪晶界的交互行为等方面的应用。并对第一性原理计算及分子动力学模拟在镁合金研究中的应用现状与目前仍存在的局限性进行了论述,同时展望了镁合金原子尺度计算与模拟研究的发展前景。

采用选择性激光烧结(SLS)、浸渍致密化和液相熔融渗硅法制备了石墨碳化硅复合高温熔盐封装材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、万能试验机和导热系数测试仪等研究了封装材料的微观形貌、相组成、抗压强度和导热系数。结果表明:材料配方中加入高纯硅粉会发生原位烧结反应生成碳化硅增强相,填补封装材料内部孔隙,并提升了其抗压强度和导热系数;对高纯硅粉进行包覆处理能够加剧这一反应,高纯硅粉加入量为20 mass%时,性能提升幅度最大。在此基础上加入20 mass%中间相碳微球能够最大地提升封装材料的抗压强度和导热系数,并降低气孔率。经石墨化处理和液相熔融渗硅处理后封装材料表层致密且性能最佳,抗压强度达到30.328 MPa,导热系数达到103.582 W/(m·K),整体开气孔率下降至8.43%,能够实现对高温熔盐的封装和换热强化。

综述了国内以金属尾矿和冶金废渣为原料制备泡沫玻璃、微晶玻璃及泡沫微晶玻璃的研究进展。金属尾矿中，铁尾矿因SiO₂含量高且储量巨大，在制备新型玻璃领域得到了广泛研究；冶金废渣中，高炉渣、钢渣和镍渣研究较多，这3类废渣储量巨大且含有发泡剂（如S）和晶核剂（如TiO₂）成分，有利于制备新型玻璃。对冶金固体废弃物制备新型玻璃的前景进行了展望，冶金固体废弃物在制备新型玻璃时有着极大的原料优势，且所制备的新型玻璃产品也具有一些特殊性能（如钨尾矿微晶玻璃的形状记忆效应、铁尾矿微晶玻璃的吸波性能等），可拓宽其应用范围，同时解决冶金固废处理问题，实现资源循环利用。

采用等离子增强化学气相沉积方法在p型<100>硅片沉积氮化硅薄膜，通过椭偏仪和缓冲氧化物刻蚀液（BOE）溶解实验来表征薄膜的均匀性与致密度，研究了射频功率、腔室气压、气体流量比和衬底温度4个工艺参数对氮化硅薄膜性能的影响。结果表明：在60~100 W范围内，射频功率越大，氮化硅薄膜生长速率越快；腔室气压在130 Pa时有利于形成均匀性好、结构致密的氮化硅薄膜。硅烷/氨气气体流量比例较低时，提高流量比可以提高薄膜的致密度，但比例超过1.4后致密度几乎不再变化；衬底温度在200~300℃时，衬底温度越高，薄膜的生长速率越低，致密度越高。最优的工艺参数为：射频功率100 W、腔室气压130 Pa、硅烷流量280 mL/min、氨气流量10 mL/min、衬底温度300℃，此时氮化硅薄膜的生长速率为16.3 nm/min，均匀性为0.07%，折射率为2.1，溶解速率为0.42 nm/s。

采用光学显微镜、透射电镜、室温拉伸试验、电导率测试等研究了不同时效工艺对7A75铝合金显微组织、力学性能、电导率和剥落腐蚀性能的影响。结果表明:合金经双级+再时效和非等温时效处理可使电导率由T73的36.9%IACS提高至39.8%IACS和39.4%IACS,试样中心最大剥落腐蚀深度由723μm减小至620μm和555μm。这主要是由于双级+再时效和非等温时效处理的降温过程能促进细小弥散相的析出,使双级+再时效和非等温时效比T73时效具有更高的晶内析出相面积分数,同时晶界相含Cu量提高、尺寸增大且分布更加离散,降低了合金的剥落腐蚀敏感性。

陶瓷作为世界上使用最早的材料之一,具有较为优异的综合性能,在航空航天、工业生产等方面得到了广泛的使用。但是由于其加工性能较差、又硬又脆等特点,在实际的生产应用中往往会将其与金属连接起来形成复合结构,选择合适的连接技术就成为了决定陶瓷/金属性能强弱的关键。人类社会的进步也使得焊接陶瓷/金属的方法有了长足的进步,在众多的焊接方法中,扩散焊接被公认为是连接陶瓷与金属最好的方法之一,文中主要对陶瓷/金属扩散焊接的国内外研究现状进行了总结,并提出了陶瓷/金属进行扩散连接存在的问题以及部分改进的方法。

采用动电位极化和双环电化学动电位再活化法（DL-EPR）等研究了不同焊接热输入对超低Ni双相不锈钢热影响区（HAZ）耐蚀性的影响，采用光学显微镜（OM）和透射电镜（TEM）对热影响区的组织结构进行表征。结果表明，热输入后使热影响区的耐腐蚀元素Cr、Mo来不及向铁素体（δ）充分扩散，导致δ相点蚀当量值（PREN）低于奥氏体（γ）相。在热输入为8.48~25.42 kJ/cm的范围内，热影响区中因魏氏奥氏体（WA）出现以及δ相中Cr₂N析出，降低了其耐点蚀性能，点蚀主要集中在δ相上。热输入为29.35 kJ/cm时冷却速率降低，导致热影响区中WA以及δ相中Cr₂N减少，获得了最大点蚀电位E_b，为0.26 V。热影响区中晶内奥氏体（IGA）和晶界奥氏体（GBA）含量的增加和粗化，降低了γ/δ两相界面数量并覆盖了部分δ/δ晶界，使热影响区获得最小晶间敏感值R_a，为58.3%，具有较好的耐晶间腐蚀性能。

将直径为300、500和760μm的SAC305（Sn3.0Ag0.5Cu）焊球在ENEPIG/Cu焊盘上进行3次回流焊形成SAC305/ENEPIG/Cu焊点，并在185℃对焊点进行了时效（0~1000 h）处理，研究了焊球直径对回流及时效后微焊点界面金属间化合物（IMC）反应和演变的影响，分析了不同焊球直径的焊点在不同剪切速率下（0.2和20 mm/s）的剪切强度与断裂模式。结果表明：随焊球直径减小和时效时间延长，焊点界面金属间化合物（IMC）由单相（Cu， Ni）₆Sn₅向（Ni， Cu）₃Sn₄和（Cu， Ni）₆Sn₅两相演化，IMC生长速率随焊点尺寸的增大而减小，表现出明显尺寸效应；焊点剪切强度随剪切速率减小和时效时间增加而降低，且大尺寸焊点剪切强度的下降程度明显弱于小尺寸焊点，在高速（20 mm/s）剪切条件下，所有尺寸焊点时效300 h后断面均呈韧性断裂。

高熵合金是近年来新兴的一类合金材料,将其用于工程装备领域的同种或异种结构材料焊接,能充分发挥出高熵合金的特性和性能优势,具有广阔的应用前景。本文首先就高熵合金的特点及焊接性进行了分析,然后综述了高熵合金同种或异种材料连接常见的焊接技术研究现状,包括电弧焊、激光焊、电子束焊、扩散焊、搅拌摩擦焊和其他。最后总结了不同焊接技术在相同或不同材料的高熵合金焊接过程中存在的问题,并针对存在的问题提出了以后高熵合金焊接的重点研究方向,以期对高熵合金在焊接领域的应用发展提供参考。

热作模具工作过程中在承受上、下限温度循环的同时受到循环的机械应力，致使模具表层金属产生塑性变形，进而导致热裂纹萌生、扩展，形成热疲劳，热疲劳失效作为热作模具最主要的失效形式之一受到广泛关注。为此，本文叙述了热作模具钢热疲劳裂纹的测试方法、研究进展、失效机理及其评定标准，总结了热作模具钢热疲劳寿命的预测模型，展望了热作模具钢热疲劳行为的研究方向，预期对准确预测热作模具钢热疲劳寿命起推动作用。

对冷轧态Cu-Cr和Cu-Cr-Sc合金进行时效处理,使用透射电镜、扫描电镜、光学显微镜、显微硬度计和涡流金属导电仪等研究了不同时效温度和时间对合金显微硬度、抗拉强度和导电率的影响。结果表明:480℃时效1 h后,Cu-Cr-Sc合金的综合性能较佳,其显微硬度达到161 HV0.1,导电率达到81.9%IACS,抗拉强度达到491 MPa;相较于480℃时效1 h的Cu-Cr合金,显微硬度提升了24.8%,抗拉强度提升了35.3%,导电率下降了12.9%,表明添加Sc可以显著提升Cu-Cr合金的力学性能,但是会略微降低导电率。微观组织分析表明Cu-Cr-Sc合金峰值时效后析出了Cr相,主要形貌为咖啡豆状和球状,析出相均为面心立方结构,与基体保持良好的共格关系。

改善高耐磨型Cr12Mo1V1冷作模具钢中碳化物的形态和颗粒尺寸对提高其力学性能尤为重要。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、Image-proplus 6.0分析和激光共聚焦显微镜等研究了Cr12Mo1V1钢在高温加热过程中碳化物的溶解、尺寸及形貌特征变化行为。结果表明:在高温加热过程中,Cr12Mo1V1冷作模具钢的碳化物将发生溶解及形状的改变。随着加热温度升高,大颗粒碳化物含量比例逐渐减少,小颗粒碳化物比例逐渐增多,碳化物产生细化。当加热温度足够高时,大颗粒共晶碳化物的形貌会发生明显变化;在1200℃加热时,大颗粒共晶碳化物分断、碎化成尺寸相对较小的颗粒状,随保温时间增加效果更明显。热力学分析表明:碳化物的溶解和形貌特征变化是表面能降低驱动的自发过程;动力学分析表明:由于碳化物表面不同曲率半径处浓度差的存在,合金元素将由曲率半径较小处(如细颈、尖角处)向曲率半径较大处(如平直界面处)扩散,使碳化物发生断开和球化的自发过程。

增材制造TC4钛合金存在亚稳态相结构，其对合金的组织结构和耐蚀性有着明显的影响。基于此，对增材制造TC4钛合金进行了不同工艺的热处理，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、残余应力测量和电化学分析等研究了热处理对增材制造TC4钛合金组织结构、残余应力与耐蚀性能的影响。结果表明：热处理工艺对TC4钛合金的组织结构具有重要影响，当钛合金在940℃以上保温1 h后冷却，组织由亚稳态α′相转变为α+β相及少量次生α相，与炉冷相比，水冷条件下钛合金β相含量更高；当热处理温度为800、940和1080℃时，钛合金表面的残余应力值较低；钛合金的耐腐蚀性能与组织结构和残余应力有着密切关系，钛合金中α相晶粒越细小，β相含量越高，残余压应力值越大，其耐蚀性越好。当热处理温度为1020℃时，钛合金表面残余压应力值为470 MPa，耐蚀性能良好。

为研究复合小径喷丸强化对齿轮接触疲劳性能的影响，通过有限元模拟与喷丸强化试验相结合对复合小径喷丸强化效果进行分析，利用齿轮接触疲劳寿命试验验证复合小径喷丸齿轮的寿命提升效果。结果表明：相较于单次小径喷丸，复合小径喷丸能够获得更大的残余压应力，且表面粗糙度更小；随着喷丸强度和喷丸覆盖率的增大，残余压应力值均有所增大，且残余压应力最大值深度基本不变。通过喷丸强化试验，验证了喷丸有限元模型的合理性，且复合小径喷丸强化在齿轮表层引入高残余压应力和提升表面硬度的同时基本不改变粗糙度大小。齿轮接触疲劳寿命试验结果表明复合小径喷丸后齿轮副间的传动效率明显升高，疲劳寿命相当于未喷丸齿轮的2.38倍，寿命提升效果明显。

基于电磁场-温度场-组织场-应力应变场耦合模型，利用DEFORM软件模拟双列调心滚子轴承内圈感应淬火过程，并提出分段电流密度的淬火工艺，研究了轴承内圈感应淬火过程中温度变化、组织演变以及表层与次表层硬度、残余应力和残留奥氏体等。结果表明：分段电流密度的感应淬火方法能够使轴承内圈淬硬层均匀分布；加热效率随线圈电流密度增加而增大，且尖角位置温度会出现突变；淬火后滚道表面残留奥氏体含量约为6.97%，马氏体含量约为92.3%，表面硬度约为60.9 HRC，滚道淬硬层约为2.97 mm；深冷处理后残留奥氏体含量与残余应力降低，马氏体含量与硬度均提高；残余应力沿内圈中心径向平面对称分布，且次表层残余应力最大；数值模拟结果与试验具有一致性。

采用光学显微镜、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和力学性能测试等研究了经中间热处理的含钇和钛的低活化钢在550℃时效500、1250、2500、4000和5000 h后的组织和性能变化规律，并分析了微观组织变化对力学性能的影响。结果表明：时效过程中实验钢的组织保持为稳定的马氏体，晶粒发生粗化，M₂₃C₆和MX相的长大速率、屈服强度、抗拉强度和冲击性能逐渐降低并趋于稳定。时效时间增加至4000 h后，Laves相的粗化速度有所降低。当时效时间达到5000 h时，实验钢的晶粒尺寸为9.1μm， M₂₃C₆的长大速率为0.0072 nm/h， MX的长大速率为0.0004 nm/h，实验钢的室温屈服强度和抗拉强度分别为632和755 MPa，室温冲击吸收能量为307 J，韧脆转变温度为-64℃，实验钢在650℃时屈服强度和抗拉强度分别为313和337 MPa。晶粒粗化是实验钢冲击韧性降低的主要原因。

对GH99合金在激光近净成形过程中裂纹形成的原因进行了研究和讨论，提出了优化工艺参数的解决办法。结果表明：内部裂纹呈现为短线状-针状，其在柱状晶晶界或二次枝晶间形成，垂直于沉积方向，沿细密的定向组织晶界分布和扩展；在晶界上Al和Ti元素的富集容易析出γ'（Ni₃（AlTi））相，弱化了晶界，使晶界熔化并在凝固时难以补缩，造成裂纹形核；在快速的热循环过程中，残余应力的不断累积造成裂纹沿晶界扩展；通过优化工艺参数以降低热输入，可以克服GH99合金在激光近净成形中的热裂纹形成，实现构件的无裂纹增材成形。

采用电子背散射衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)分析了正火工艺处理的EH36船板钢织构、再结晶和疲劳断口。并通过拉伸试验、疲劳裂纹扩展速率试验、疲劳断裂韧性试验及数值模拟等研究了正火工艺处理的EH36船板钢的疲劳裂纹扩展行为、疲劳断裂机理以及外载和应力比对应力强度因子幅值的影响。结果表明:EH36船板钢具有较强的{110}和{111}塑性织构成分,平均晶粒尺寸为8.2μm,变形晶粒所占比例为4.1%,伸长率为33.3%。通过双对数线性拟合得到应力比为0.03和0.1下的疲劳裂纹扩展寿命预测公式分别为da/dN=1.07×10^-9(ΔK)^3.49和da/dN=1.96×10^-9(ΔK)^3.35。通过J积分法计算出正火处理的EH36船板钢的疲劳断裂韧性K_{J0.2BL (30})为387 MPa·m^1/2。试验钢的疲劳断裂机制是解理穿晶断裂和微孔生长聚合断裂的混合断裂机制。多参数模拟表明在最大外载一定时,相同疲劳裂纹长度下的应力强度因子幅值随着应力比的增加而减小;在疲劳裂纹长度与标准紧凑拉伸试样的长度比值为0.62时,可作为试验钢即将进入瞬断区的判据。

采用共沉淀-固相烧结法成功制备了锆离子原位掺杂的高镍正极LiNi_0.92Co_0.039Mn_0.038Zr_0.003O₂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)和恒流充放电测试等探究了不同烧结温度、烧结时间以及锂配比对高镍正极材料的结构及电化学性能的影响。结果表明:当烧结温度为720℃、烧结时间为18 h、锂配比为1∶1.02时,烧结得到的材料具有最佳的电化学性能。在30℃、0.1 C的测试条件下,其首次放电比容量为234.5 mAh·g^-1,首次库伦效率为89.9%;其在1 C倍率下循环100次后容量保持率为98.6%。

采用电阻铆焊的方法对A5052铝合金和Q235低碳钢进行焊接,分析了自冲铆铆钉的硬度和焊接参数对电阻铆焊接头的宏观形貌和力学性能以及铆钉腿端部与下板间的接合状态的影响。结果表明:采用高硬度铆钉(HRC为42±1)的电阻铆焊接头中形成的孔洞缺陷较少,其宏观形貌优于采用中等硬度(HRC为36±1)和较低硬度(HRC为33±1)铆钉的焊接接头。采用高硬度铆钉焊接时,随着焊接电流的增大,残留于铆钉腿端部与下板间的铝合金变薄。当焊接电流为10 kA,焊接时间为400 ms时,高硬度铆钉的焊接接头的最大抗剪力为7.67 kN。

采用CO₂气体保护焊方法，在Q345B钢基体表面堆焊YD212型焊丝形成复合板。研究了淬火、正火和喷液淬火+回火3种热处理工艺对复合板显微组织与力学性能的影响，并与未热处理复合板进行比较。结果表明：3种热处理工艺均使复合板的熔合层和堆焊层显微组织发生了改变，同时也使基板层珠光体含量发生变化。热处理使复合板的各层硬度均有不同程度的提高，其中正火处理的提升幅度较小。采用喷液淬火+回火热处理得到的复合板，其基板层珠光体含量较高，硬度和韧性显著提高，熔合区韧性明显改善，堆焊层硬度优良，其冲击吸收能量是未热处理复合板的1.57倍。

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对TA10钛合金在变形温度为800~1050℃，应变速率为0.01~5 s^-1条件下进行拉伸变形，研究合金的流变应力及显微组织，分析其高温拉伸性能。结果表明：变形温度为800~900℃时，流变曲线有明显的应力峰值，软化机制主要是动态再结晶；而变形温度为1000~1050℃时，流变曲线没有明显的应力峰值，软化机制为动态回复；而当变形温度为800℃时，TA10钛合金的应变速率越高动态再结晶的进行程度越低；以（α+β/β）相变点为界，在相变点以下的温度区间，随着变形温度的升高，TA10钛合金的强度和塑性下降；在相变点以上的温度区间，TA10钛合金的强度下降，塑性上升；而在相变点的过渡区间，强度上升，塑性下降。当应变速率一定时，TA10钛合金在温度为800℃时能够获得强度和塑性的较好匹配。

对2.5 mm厚6005A-T6铝合金与3 mm厚S420MC钢板进行搅拌摩擦焊搭接焊接，采用扫描电镜、X射线衍射（XRD）和显微硬度计研究焊缝界面形貌、微观组织结构和力学性能。结果表明：钢/铝搅拌焊的界面处形成了搅拌焊特有的飞边结构，焊核区钢/铝呈层状组织结构，有金属间化合物AlFe、AlFe₃和Al₁₃Fe₄的形成；界面结合为机械 + 冶金结合，平均拉剪载荷为5.024 kN；铝侧拉伸断口为韧性断裂，钢侧为韧-脆混合型断裂；界面处的显微硬度达393 HV，远高于母材金属；搅拌头的磨损率为1.18 mm/m。

为了探究激光功率对熔覆层组织与性能的影响,采用6种激光功率在42CrMo钢表面制备了FeCoNiCrMo高熵合金熔覆层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计、应力分析仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站对熔覆层的显微组织、物相、力学性能及耐蚀性能进行了研究。结果表明:激光熔覆制备的FeCoNiCrMo涂层的组织主要为FCC固溶体相,当激光功率大于1.6 kW时,涂层出现BCC相(α-Fe)结构,组织为树枝晶,枝晶内为马氏体,枝晶间为含Cr、Mo元素的铁素体;随着激光功率增大,涂层硬度先增大后减小,1.6 kW时达最大值522 HV0.3;激光功率1.8 kW时涂层的耐磨性与耐腐蚀性最好,磨损率与自腐蚀电流密度分别为0.71×10^-5 g·N^-1·m^-1和1.69×10^-9 A·cm^-2。激光功率是影响FeCoNiCrMo高熵合金涂层组织与性能的重要因素,提高激光功率有利于促进BCC相的生成,显著提高涂层力学性能及腐蚀性能。

针对304不锈钢窄间隙TIG (非熔化极惰性气体保护电弧焊)焊接焊缝晶粒粗大、接头拉伸性能较差等问题,采用将超声振动头施加在试板,在TIG焊接过程引入超声振动的方法对其进行焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:引入超声振动后,在热力学和动力学综合作用下,焊缝熔深增加,焊缝区柱状晶向等轴晶转变速率提高,等轴晶占比增多,晶粒细化;与常规TIG相比,引入超声振动后改善了304不锈钢窄间隙焊接接头的焊缝组织,提高了其力学性能,焊缝区的硬度明显提高,接近于母材,焊接接头的抗拉强度和屈服强度也均高于常规TIG焊接接头,伸长率也得到提高;当超声振幅为40μm时,焊接接头的抗拉强度最高,为674 MPa,屈服强度也较高,为376 MPa,断后伸长率为25%。

研究了不同奥氏体化温度对高锰含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)组织和性能的影响。结果表明:随着奥氏体化温度的升高,高锰CADI组织中的针状铁素体变粗大,数量减少,且会转变为羽毛状,同时弥散分布的碳化物会从网状转变为细小的颗粒状,并且残留奥氏体量及含碳量随奥氏体化温度升高而增加。高锰CADI的宏观硬度与耐磨性能随奥氏体化温度升高而降低,860 ℃时拥有最高的宏观硬度60 HRC和最少的磨损质量损失12 mg。

以壁厚为1 mm的高温合金尾喷管为研究对象，基于热-弹-塑性有限元法与固有应变法，研究外部约束对薄壁高温合金尾喷管工件焊接变形的影响。通过焊接工艺试验和热-弹-塑性有限元法仿真，进行焊接热源校核，获得对接接头的固有应变和材料模型参数。建立全尺寸三维尾喷管焊接有限元模型，基于固有应变理论的弹性有限元方法，利用平板对接获得的材料模型参数，计算不同外部约束对尾喷管工件焊接变形的影响。结果表明：进气口约束对控制尾喷管焊后变形起主要作用，在进气口施加约束时，工件变形最小，为2.39 mm，变形发生在尾喷管内环与外环弧形焊缝位置。通过尾喷管组件产品焊后变形测量与仿真结果对照，验证了仿真计算方法的准确性，固有应变法可适用于薄壁尾喷管焊接变形预测。

对旋压成形阴极辊工业纯钛TA1进行不同温度（480~540℃）退火不同时间（15~120 min）的热处理，研究了退火过程中其外表面微观组织演变及再结晶行为。结果表明：旋压变形工业纯钛TA1的晶粒变形严重，应变形式主要表现为轴向和切向拉伸、径向压缩。旋压钛材外表面在480℃退火120 min未完成充分再结晶，在500、520和540℃退火60 min以内可充分再结晶，对应的完成再结晶所需的较短时间分别为60、30和30 min。随着退火温度的升高和退火时间的延长，钛材晶粒尺寸增大，显微硬度下降。电子背散射衍射（EBSD）分析发现，旋压变形工业纯钛TA1在较低温度（480和500℃）退火时的再结晶形核过程主要由亚晶形核机制主导。根据试验数据，计算得到旋压变形工业纯钛TA1的再结晶激活能为88.328 kJ/mol，晶粒长大激活能为62.214 kJ/mol。经退火工艺参数优化，500℃退火60 min时旋压变形工业纯钛外表面的晶粒最为细小均匀，平均尺寸为5.8μm。

通过开路电位、动电位极化曲线、恒电位极化曲线、Mott-Schottky曲线和腐蚀形貌观察等研究了2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀行为和钝化行为。结果表明:2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀形式是点蚀;随着NaClO质量浓度的增大,NaClO水解导致溶液pH值升高,阻碍溶解氧的阴极去极化过程,减缓阳极氧化溶解速率,开路电位和自腐蚀电位增加,腐蚀倾向性降低;而NaClO阻碍钝化膜生成过程,钝化区间减小,载流子密度增大,钝化膜屏蔽性能下降,阻抗半径减小,腐蚀电流密度增大,点蚀孔数量增多,孔径深度增大,耐腐蚀性能下降。

时效工艺对压铸铝硅合金最终热处理强化效果起到至关重要的作用。利用响应曲面法研究了时效温度与时效时间的交互作用对压铸铝硅合金显微硬度、抗拉强度和伸长率的影响,并运用Matlab遗传算法对合金的力学性能进行多目标优化和时效工艺参数的设计。结果表明:响应曲面法结合Matlab多目标遗传算法的设计优化方法可以建立一个准确的模型,其预测值与实际值的误差小于5%。依靠模型可以快速获得不同目标需求对应的最优工艺参数方案,且经优化的时效工艺处理后合金的组织均匀,抗拉强度、硬度都有显著提升,伸长率略微下降。

Al-xCu铝合金因优异的力学性能和抗腐蚀性能而受到广泛关注和研究。然而,在高温、高速冲击等极端服役条件下,Al-xCu铝合金优异性能明显恶化,从而不能满足特定工况的需求,这主要是由于合金在服役过程中θ'析出相的径厚比、体积分数变化等导致其稳定性降低所致。本文综述了微合金化、外场应力时效、位错等方法调控Al-xCu合金θ'析出相稳定性的基本原理。论述了调控Al-xCu合金中θ'析出相稳定性目前亟待解决的问题,并展望了未来的发展和研究重点。

首先对挤压态Cu-15Ni-8Sn合金进行不同温度固溶处理1 h,优化出合适的固溶温度,在此基础上,对合金进行了400℃时效2 h的处理,采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验及洛氏硬度计等分析了挤压态、固溶态和时效态合金的微观组织、断口形貌、抗拉强度和硬度。结果表明:挤压态合金晶界和晶内分布大量富Sn相,合金硬度为81.5 HRB,抗拉强度为597 MPa;随着固溶温度的升高,合金晶粒尺寸开始长大,第二相颗粒逐渐固溶入基体中,当固溶温度为840℃时,第二相颗粒基本完全固溶到基体中,合金晶粒尺寸为75~180μm,当固溶温度达到860℃时,晶粒出现过烧,表明合金的最佳固溶温度为840℃,此时合金的硬度为55.6 HRB,抗拉强度为396.5 MPa;时效后合金的力学性能得到显著提升:硬度为105.4 HRB,抗拉强度为839.8 MPa,与经840℃固溶处理的合金相比,分别提高了89.6%和112%。