2026年第2期

>2026增材制造

• 热处理对激光熔化沉积B₄C/TC4复合材料微观组织、力学性能及腐蚀性能的调控作用

  赵岑芽, 郑洋, 熊瑞泽, 冀文康, 张道虹, 刘伟, 陶海林

  2026,55(2):285-291   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250051

  摘要(13) HTML(52) PDF(3.66 M)( 103)

  摘要：在激光熔化沉积过程中加入0.5wt%的B₄C作为增强相，通过原位制备TiB+TiC双重增强TC4复合材料。通过固溶与退火2种不同热处理制度，对B₄C/TC4复合材料的微观结构、力学性能和腐蚀性能进行调控。结果表明：随着温度从500 ℃升高至800 ℃，沉积样品中的部分层状α-Ti逐渐转变为等轴状α-Ti，网篮组织也逐渐消失；在1100 ℃时，少量TiC相发生熔粒现象。复合材料在500 ℃退火 4 h后炉冷的热处理制度下，强度和塑性的组合达到最佳状态，其性能提升主要归因于退火过程中产生的应力释放以及网篮组织的细化。然而，经各种热处理后，由于晶粒粗化和微电偶腐蚀的影响，复合材料的耐腐蚀性能有所下降。

• 循环热处理对激光定向能量沉积Ti-6Al-4V-1Mo合金疲劳裂纹扩展速率的影响

  薛立攀, 张凤英, 邓雨林, 叶梓萌, 赵可馨, 余泽镕, 武文璐, 苏伟, 杨仁洁

  2026,55(2):292-301   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250307

  摘要(9) HTML(32) PDF(3.00 M)( 81)

  摘要：对一种面向激光定向能量沉积的新型Ti-6Al-4V-1Mo钛合金循环热处理前后的疲劳裂纹扩展速率进行了研究，分析了循环热处理前后显微组织的变化及疲劳裂纹扩展试样的断口和扩展路径。结果显示：沉积态与循环热处理试样裂纹扩展速率在稳定扩展区的表达式分别为da/dN=1.8651×10^-8(ΔK)^3.2271和da/dN=1.4112×10^-8(ΔK)^3.1125。与沉积态相比，循环热处理后合金微观组织从均匀编织的网篮组织转变为由近球状α与β转化基体组成的双态组织，初生β晶界处的晶界α相连续性也在循环过程中被打断。循环热处理后初生α的粗化及非连续晶界α相是缓解应力集中、偏转疲劳裂纹的主要原因，由此导致疲劳裂纹扩展。此外，循环热处理试样中更易出现的裂纹分支、二次裂纹及裂纹桥接也是降低疲劳裂纹扩展的驱动力，是减缓裂纹扩展速率的重要原因。

• 难熔金属的增材制造工艺优化与性能调控研究进展

  路笃瑞, 宋索成, 卢秉恒

  2026,55(2):345-364   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250370

  摘要(58) HTML(31) PDF(11.22 M)( 83)

  摘要：难熔金属（钨、钽、钼和铌）凭借其卓越的熔点、热稳定性和耐腐蚀性，在核能与航空航天等工业领域发挥着关键作用。这类金属具有体心立方晶体结构，其滑移系数量有限且位错运动受阻，导致显著的低温脆性，给传统加工工艺带来巨大挑战。增材制造技术提供了一种创新的方法，能够无需模具生产复杂零件，显著提高了材料的使用效率。本文概述了用于生产钨、钽、钼和铌等难熔金属的增材制造技术，特别是激光粉末床熔融技术的最新进展。本综述重点关注关键工艺参数（激光功率、扫描策略和粉末特性）对材料微观结构演变、冶金缺陷形成以及机械性能的影响机制。优化粉末特性（如球形度）、实施基板预热以及制定合金化策略能够显著提高制造零件的致密度和抗裂性能。同时，严格控制氧杂质含量以及优化能量密度输入是实现难熔金属强度和延展性同步提升的关键因素。尽管增材制造技术为难熔金属的加工提供了创新解决方案，但残余应力控制、微观结构和性能各向异性以及工艺稳定性等关键问题仍需解决。这篇综述不仅为高性能难熔金属的增材制造提供了理论基础，还为其工业应用提出了前瞻性的方向。

• 激光选区熔化-3D打印软磁合金：工艺、性能和前景

  刘炳旭, 游才印, 王凤辉, 田娜, 刘和光, 张静, 朱孝培

  2026,55(2):365-388   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250078

  摘要(10) HTML(20) PDF(6.64 M)( 79)

  摘要：软磁合金因其具有高饱和磁感应强度、低矫顽力和高磁导率等优点，被广泛应用于各种电力电子设备中。在某些应用中，越来越需要复杂形状的组件来提高性能。增材制造技术，特别是选区激光熔化（SLM）技术，已经成为制造复杂形状软磁元件的有效方法。SLM是一种基于激光的增材制造技术，采用高功率密度激光在粉末床内熔化和融合金属粉末。这种方法可以实现快速原型制作、精确的几何控制和多材料设计的集成。本文重点介绍了SLM技术在Fe-Si、Fe-Ni、Fe-Co和非晶合金体系等软磁合金研究中的应用进展。此外，还探讨了SLM在制造过程中的实施方案，并评估了基于SLM制备技术的软磁合金研发相关的机遇和挑战。

• 超音频脉冲电弧增材制造TiC/Al-Cu合金组织性能优化调控机制

  姜自昊, 曾才有, 蔡鑫祎, 赵源, 杨清福, 从保强

  2026,55(2):389-396   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250332

  摘要(20) HTML(24) PDF(2.55 M)( 83)

  摘要：为解决电弧增材制造TiC颗粒增强Al-Cu合金增强体颗粒团聚与孔隙缺陷等问题，本研究提出并验证了一种基于超音频脉冲（ultrasonic frequency pulse，UFP）电弧调控的熔丝增材制造工艺方法。通过调制电弧热力特性，显著增强了熔池内的对流与紊流行为，改变了传统Marangoni驱动的单环流模式，形成更加均匀的双环流结构，实现了对熔池温度场和流场的精准控制。基于构建的计算流体力学模型揭示了TiC颗粒在UFP电弧作用下的迁移及其与基体混合的机理，直接实验观测与仿真结果具有很好的一致性。结果表明，相较于常规工艺，UFP电弧有助于显著细化晶粒，提高组织均匀性，改善TiC颗粒的分布状态，降低孔洞与夹杂等典型缺陷的数量，该研究可为高性能Al-Cu合金增材制造提供新路径。

• 纯铜粘结剂喷射增材成形与烧结致密化机理

  吕少波, 杨永强, 王迪, 刘林青, 吴世彪, 张世钦, 姜飞

  2026,55(2):397-405   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240835

  摘要(13) HTML(23) PDF(3.98 M)( 79)

  摘要：粘结剂喷射增材制造技术打印过程与脱脂烧结工艺过程分步进行，可以实现高激光反射率高导热性的纯铜加工成形。对纯铜粘结剂喷射增材制造工艺参数进行了研究。包括铺粉层厚与喷墨密度对生坯成形性能的影响，烧结氛围（真空环境与氢气气氛）与烧结温度对零件烧结致密化过程的影响，结果表明，铺粉层厚75 μm，喷墨密度50%参数组合在保证生坯密度与压缩强度的前提下，具备高尺寸精度与高表面质量。氢气气氛烧结驱动力显著强于真空环境，氢气的引入可以有效还原表面氧化层。试样在1060 ℃时致密度为77.70%，碳残留物形成孔隙抑制烧结过程致密化，在1070 ℃时致密度为93.94%，试样严重变形，碳残留物挤压至表面。这为进一步优化纯铜粘结剂喷射增材制造工艺指明了方向。

• 不同体积分数Primitive点阵结构的AlMgScZr合金力热性能研究

  李毅, 王晓强, 易文珏, 周燕, 文世峰, 史玉升

  2026,55(2):406-418   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250262

  摘要(9) HTML(14) PDF(3.84 M)( 82)

  摘要：随着航空航天等领域对高性能热管理部件的迫切需求，兼具高效散热与优异力学承载能力的多功能构件成为研究焦点。借助有限元模拟与实验表征手段，本研究系统研究了体积分数对激光选区熔化（selective laser melting，SLM）技术成形的AlMgScZr合金Primitive点阵结构成形质量、力学响应及热交换性能的影响规律。结果表明：SLM成形的Primitive结构虽表面粗糙、存在尺寸偏差，但整体成形质量满足功能需求。在力学性能方面，体积分数的增加显著提升点阵结构的力学性能，当体积分数为25%时，压缩模量达1664.06 MPa，峰值平台应力为42.85 MPa，且单位体积能量吸收值随体积分数增加明显增长；热交换性能方面，体积分数25%的Primitive点阵结构努塞尔数（Nu）较10%的点阵结构提升41.6%，雷诺数（Re）增加进一步强化对流换热效率，但伴随摩擦因数（f）的上升。本研究通过体积分数优化实现了热交换-力学性能协同调控，为Primitive点阵结构在热管理部件中的应用提供了参考。

• 粘结剂喷射3D打印GH4099的工艺优化及组织性能研究

  程韬潜, 陈凌, 苏兆江, 李保永, 陈维平, 付志强

  2026,55(2):419-428   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250388

  摘要(14) HTML(14) PDF(2.42 M)( 73)

  摘要：针对GH4099合金复杂构件对成形精度与服役性能的高要求，本工作开展了基于粘结剂喷射3D打印（binder jetting 3D printing，BJ3DP）的成形工艺优化与组织性能研究。通过正交试验分析层厚、粘结剂饱和度、铺粉速度及干燥时间对生坯表面质量的影响，明确粘结剂饱和度为主控因素，优化参数显著提升了成形均匀性与尺寸稳定性。进一步探究了烧结温度对组织与性能的调控作用，研究发现1345 ℃条件下相对密度达98.4%，组织致密，析出大量共格的L1₂型Ni₃(Al,Ti)相，在该条件下表现出了最佳的力学性能，抗拉强度和屈服强度分别为669和590 MPa。研究建立了BJ3DP成形参数与烧结制度协同调控GH4099组织-性能的作用机制，为实现高性能镍基合金复杂构件提供了新思路和理论支撑。

• 热处理对激光粉末床熔融ZrO₂-GNPs/2024Al复合材料显微组织及力学性能的影响

  毛丰, 姚森, 胡睿婷, 张晏泽, 余浩诚, 陈逾辉, 陈祯

  2026,55(2):429-434   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250170

  摘要(9) HTML(16) PDF(1.96 M)( 82)

  摘要：采用激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）工艺制备1wt%ZrO₂-0.2wt%GNPs/2024Al复合材料，研究沉积态及热处理（475 ℃固溶处理1 h+140 ℃时效处理12 h）后复合材料的物相组成、微观组织的演变并揭示材料力学性能的变化。相比沉积态的样品，在475 ℃/1 h+140 ℃/12 h热处理制度下材料显微硬度提升最大，试样中析出的第二相主要为条状的Al₂Cu和方状的Al₂CuMg，抗拉强度和屈服强度分别从382和269 MPa提高到624和522 MPa，但延伸率从16%降至5.6%。强度提升主要归因于热处理引起的位错和载荷传递强化效应，其影响远大于热处理导致的第二相粗化和晶粒增大效应。而塑性下降主要是由于粗大的Al₂Cu和Al₂CuMg第二相易于断裂，且易于从Al基体中脱离，从而导致局部剪切带和空隙的过早形成。

• IN625合金激光熔覆修复EA4T钢显微组织及力学性能研究

  方喜风, 王睿, 霍会宾, 杨倩, 孙晓光

  2026,55(2):435-442   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240681

  摘要(3) HTML(10) PDF(3.96 M)( 66)

  摘要：选用IN625高温合金作为修复原材料，对EA4T车轴钢表面进行激光增材修复研究，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、维氏硬度计以及万能实验机分析了IN625激光熔覆试样不同区域相组成、显微组织及晶粒尺寸，并测试了其力学性能。结果表明：IN625激光熔覆层底部为多种生长方向的柱状晶组织，中部为单一生长方向的柱状晶组织且晶粒尺寸 最大，顶部为以等轴晶为主的杂晶区域；熔覆层和基体发生了Ni、Cr和Fe元素的互扩散作用，扩散区域大约为9 μm；IN625激光熔覆试样综合力学性能远高于EA4T基体材料，显微硬度达到295 HV_0.2、抗拉强度达到888 MPa、延伸率 达到38.0%。

• 基于光固化3D打印成形的钛合金闭式叶轮精密铸造

  纪志军, 宁帅, 李帅, 刘岩, 丁贤飞, 南海, 黄魁东, 周宏志, 鲁中良, 李涤尘

  2026,55(2):443-450   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250335

  摘要(9) HTML(17) PDF(2.30 M)( 71)

  摘要：针对钛合金闭式叶轮精密铸造中型壳一体化成形难、传统方法制造周期长等难题，开发了一种基于光固化3D打印成形的钛合金闭式叶轮制备工艺。通过多级颗粒级配优化粉体堆积密度，结合pH=10.0的碱性环境与1.5wt%柠檬酸铵分散剂的协同调控，制备出固相含量62vol%、粘度394 mPa·s的高稳定性水基浆料，有效抑制Y₂O₃颗粒水化反应，解决了Y₂O₃易水化导致的浆料失稳问题。研究了工艺因素对铸型性能的影响规律，固相含量62vol%时坯体抗弯强度达18.9 MPa，经20wt%纳米氧化钇分散液两次真空浸渍后提升至25.4 MPa。采用光固化3D打印树脂原型与凝胶注模工艺，成功实现复杂流道结构氧化钇铸型的一体化制备，采用真空重力铸造工艺实现钛合金闭式叶轮完整成形，经陶瓷铸型完全清理，表面未发现化学粘砂，铸件组织特征和α层厚度与常规熔模铸造ZTC4钛合金铸件基本一致。实验表明：该工艺较传统熔模铸造周期显著缩短，为高性能钛合金复杂构件的低成本精密铸造提供了新方法。

• 激光熔覆AlCoCrFeNi/WC高熵合金梯度复合涂层的组织与摩擦学性能研究

  李文宇, 杨卫明, 马严, 刘李晨, 张响, 张平, 赵玉成, 刘海顺

  2026,55(2):451-459   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240652

  摘要(17) HTML(17) PDF(3.36 M)( 68)

  摘要：为提高金属部件表面耐磨性，本研究通过定量分析WC陶瓷颗粒含量对AlCoCrFeNi高熵合金梯度涂层微观结构演变及其力学性能增强机制的影响，利用激光熔覆技术在45#钢基板上制备了致密且均匀的不同WC含量的AlCoCrFeNi高熵合金梯度复合涂层。实验结果表明，随着WC含量的增加，涂层的晶粒尺寸显著细化，从20.16 μm降低至7.71 μm，晶粒形状从胞状晶转变为树枝晶和等轴晶。梯度复合涂层的显微硬度提高为基材的3倍，相较于未添加WC的高熵涂层提升了1.4倍。涂层结构主要包括体心立方相和金属碳化物，且随着WC含量的提升，相应的衍射峰强度逐渐增大。磨损性能测试结果显示，在WC含量为20wt%时涂层表现出最优的耐磨性能，其摩擦系数和磨损量分别是0.4680和0.16 mg，均低于平均硬度最高的WC含量为40wt%的涂层，表明在提高涂层硬度的同时保持适当的韧性是实现涂层性能优化的关键。本研究为激光熔覆制备高熵合金涂层性能优化和推广应用提供了新思路。

• 粉末床熔融增材制造难熔金属材料研究进展

  杨广宇, 王建, 赵少阳, 咬登治, 肖邦

  2026,55(2):543-557   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250327

  摘要(15) HTML(19) PDF(1.76 M)( 81)

  摘要：增材制造技术（additive manufacturing，AM）的发展为高熔点难熔金属（如钨、钼、钽、铌及其合金）复杂构件的近净成形带来了革命性的新机遇。然而，难熔金属材料因熔点高等固有属性，使其增材制造过程呈现出显著有别于其他金属材料的特殊性。本文基于激光选区熔化（selective laser melting，SLM）和电子束选区熔化（selective electron beam melting，SEBM）等金属粉末床熔融（powder bed fusion，PBF）增材制造技术，系统综述了钨、钼、钽、铌及其合金在增材制造领域的研究进展。重点聚焦于难熔金属粉末原料制备技术，以及成形过程中工艺缺陷（如孔隙率、裂纹、晶粒粗化等）调控策略和组织性能特点。此外，本文还总结了当前增材制造难熔金属在产业化进程中面临的关键挑战，并对未来发展趋势进行了展望。

>材料科学

• 初始显微组织状态对热拉伸变形过程中Al-Zn-Mg-Cu合金流动行为的影响

  王姝俨, 周玉婷, 杜瑞博, 龙帅, 林海涛, 王少阳

  2026,55(2):302-314   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250100

  摘要(11) HTML(22) PDF(6.51 M)( 78)

  摘要：为研究Al-Zn-Mg-Cu合金均质态和轧态初始组织对拉伸流动行为的影响，在GLEEBLE-3500等温模拟器上进行温度范围为380~440 ℃、应变率范围为0.05~1 s^-1的等温拉伸试验。建立了Johnson-Cook模型、Hensel-Spittel模型、应变补偿的Arrhenius模型以及临界应变模型。结果表明：通过相关系数R和平均绝对相对误差评估模型，证明应变补偿的Arrhenius模型能更准确地代表合金的流动行为。在均匀化样品中剪切带更为明显，而在轧制样品中动态再结晶则占主导地位。断裂形态分析表明，均匀态试样中混合断裂机制占主导地位，而轧制试样中主要是延性断裂机制。加工图谱显示，与均匀态试样相比，轧态试样的不稳定区域减小，最优热加工窗口分别确定为410~440 ℃/0.14–1.00 s^-1和380~400 ℃/0.05~0.29 s^-1。

• Mo-Re合金表面MoSi₂和Gd₂Zr₂O₇复合涂层的显微组织和热性能

  张冲, 汪欣, 徐海龙, 李延超, 马通祥, 王少鹏

  2026,55(2):315-321   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250091

  摘要(14) HTML(17) PDF(2.62 M)( 66)

  摘要：在钼铼合金热端部件表面制备了超高温双层隔热涂层（TBCs），根据热膨胀系数及涂层功能设计并通过大气等离子喷涂技术完成了MoSi₂-Gd₂Zr₂O₇的双层TBCs的制备，并对其微观组织、力学性能及热学性能进行分析。结果表明：制备出的双层复合TBCs结合力良好，界面未出现明显裂纹。相较于MoSi₂涂层断裂韧性低（0.88 MPa·m^1/2），Gd₂Zr₂O₇涂层的断裂韧性更高（1.74 MPa·m^1/2），抗裂纹传播能力更强。制备的MoSi₂-Gd₂Zr₂O₇复合涂层孔隙率高（39%）、导热系数低（1.020 W·(m·K)^-1，1200 ℃）、热扩散系数低（0.249 mm²/s，1200 ℃），氧空位浓度高，保证了良好的隔热性能。

• 均匀化对钇改性GH3535合金微观组织特征的影响

  王雨苗, 梁文君, 李晓丽, 蒋升, 周兴泰, 邱汉迅

  2026,55(2):322-332   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250038

  摘要(13) HTML(17) PDF(4.23 M)( 80)

  摘要：研究了均匀化参数对GH3535-0.08wt% Y合金中元素偏析、枝晶组织和析出相演变的影响。此外，在整个实验过程中，特定的均匀化参数保持不变。结果表明，在1150 ℃下加热10 h是最佳的均匀化条件。在这种条件均匀化处理后，枝晶结构和元素偏析被完全消除。铸态合金中存在的SiC和Y₅Si₃相均显著减少。然而，在1188 ℃时进行均匀化会导致合金内部出现过热缺陷；尽管SiC和Y₅Si₃也减少，但观察到一些较大的M₆C相，这会对后续的锻造工艺产生不利影响。

• Ta元素对Nb-22Si-20Ti-6Mo合金微观组织和力学性能的影响

  徐琴, 马肖航, 王琪, 王建潼, 陈德志, 殷亚军, 陈瑞润

  2026,55(2):460-466   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240685

  摘要(9) HTML(11) PDF(1.78 M)( 64)

  摘要：通过真空非自耗电弧熔炼制备了不同Ta含量的Nb-22Si-20Ti-6Mo-xTa（x=0，1，2，3，4，at%）合金，研究了Ta元素对合金相组成、微观组织和力学性能的影响。结果表明，Ta元素的添加不会改变Nb-22Si-20Ti-6Mo-xTa合金的相组成。所有合金均由Nbss和β-Nb₅Si₃组成，Ta主要固溶在Nbss中。合金微观组织由大块的初生β-Nb₅Si₃相和Nbss/β-Nb₅Si₃共晶组成，Ta元素细化了微观组织，初生β-Nb₅Si₃相的晶粒尺寸从26.84 μm下降到了14.65 μm。随着合金中Ta的增加，初生相的体积分数减少，共晶组织含量增多。合金的室温压缩强度随着Ta元素含量的增加得到了提高，当Ta元素的添加量从0提高到4at%时，合金的抗压强度从2261 MPa提高到2321 MPa。合金的断裂应变随着Ta含量增加呈先降后升的趋势，Ta含量为0的合金的断裂应变为9.9%，Ta含量为1at%的合金的断裂应变降至9.7%，Ta含量为4at%的合金的断裂应变增至最大值为10.6%。Ta元素的加入通过固溶强化和细晶强化机制提高抗压强度。由于合金组织的细化以及共晶组织的增多，提高了断裂应变。

• 牙科植入物Zr-30Ti-xCu合金显微组织及性能研究

  陈哲斌, 崔越, 胡丽娟, 马润泽, 徐诗彤, 姚美意

  2026,55(2):467-478   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240651

  摘要(8) HTML(13) PDF(3.96 M)( 58)

  摘要：锆（Zr）及其合金具有较低的弹性模量、良好的耐腐蚀性能和优异的生物相容性，近年来在牙科植入物候选材料中得到了广泛关注。本工作以Zr为基体，结合价电子浓度理论设计了成分为Zr-30Ti-xCu（x=0，3，7，质量分数，%）的新型合金。使用SEM/EDS和TEM/EDS等表征了该合金的显微组织，通过显微硬度测试、室温拉伸实验、电化学测试、接触角测试和抗菌性能实验表征了该合金的力学性能、腐蚀行为、生物相容性与抗菌性能。结果表明：通过650 ℃/15 min淬火工艺处理后3种合金基体主要为β相，添加Cu后合金基体中析出了Zr₂Cu第二相，且随着Cu含量的增加，Zr₂Cu第二相数量增多。随着Cu含量的增加，维氏显微硬度提高了37%，接触角从98.49°减小至74.21°，表面润湿性提高，对于大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌表现出明显的抑制作用，且增强了合金在生理盐水中的耐腐蚀性能；3种合金均具有较低的弹性模量（67.8~78.9 GPa）和细胞毒性，但与Cu含量的关系不大。可见，Zr-30Ti-xCu合金表现出了较优异的综合性能，可为新型牙科金属植入物的选材提供理论依据和指导。

• 高纯铜热变形过程中的变形行为及其动态再结晶机制研究

  郝惠军, 阳岸恒, 程军, 周文艳, 康菲菲, 毛勇, 何俊杰

  2026,55(2):479-490   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240678

  摘要(13) HTML(13) PDF(5.84 M)( 63)

  摘要：高纯铜靶材的微观组织结构对溅射薄膜的质量有重要影响，本工作从靶材热加工的角度研究了铜靶材的组织演变规律和动态再结晶机制。通过等温压缩实验研究高纯铜在变形温度为500~650 ℃、应变速率为0.01~10 s^–1条件下的热变形行为。结果表明：组织的演变及再结晶机制与Zener-Hollomon参数（Z）紧密相关。随着温度上升和应变速率下降，lnZ值降低，平均晶粒尺寸逐渐减小，组织均匀性及动态再结晶程度提高，并且织构取向由强变形织构Cube ND{001}<110>转变为Cube{001}<100>、Goss{011}<100>等再结晶织构。在不同lnZ值下发生了动态再结晶机制的转变，高lnZ值时（500 ℃、 10 s^–1）发生局部再结晶，为非连续动态再结晶（discontinuous dynamic recrystallization，DDRX）的方式；中lnZ值时（550 ℃、1 s^–1）再结晶程度提高，发生取向差均匀增加和晶格渐进旋转两种不同的连续动态再结晶（continuous dynamic recrystallization，CDRX）机制；低lnZ值时（650 ℃、10 s^–1）发生晶格渐进旋转的连续动态再结晶和晶粒“夹断”的几何动态再结晶（geometric dynamic recrystallization，GDRX），在650 ℃、10 s^–1这一低lnZ值时得到均匀细小的组织和弱的织构强度。该研究可为高纯金属溅射靶材的热加工工艺优化提供理论指导。

• 变形量及固溶处理对IMI834板材微观组织及织构的影响

  杨楠, 王瑞琴, 石立超, 陈峙廷, 杨衡, 彭成, 张霜

  2026,55(2):491-500   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240683

  摘要(8) HTML(8) PDF(5.86 M)( 63)

  摘要：IMI834作为一种高性能的600 ℃耐高温钛合金，其应用受限于加工窗口狭窄、变形能力弱及变形抗力大等问题。调控板材组织与织构可通过控制轧制厚度及轧后热处理实现，但相关研究尚不充分。本研究采用扫描电子显微镜与背散射电子衍射技术，探究了变形量及固溶处理温度对IMI834板材微观组织与织构的影响。结果表明，随轧制变形量增加，板材组织逐渐转变为带状组织及等轴细晶组织，其中带状组织呈现RD织构，且换向轧制能提升等轴细晶组织比例；适宜的固溶处理可有效削弱基面织构，从而降低板材的变形各向异性。

• 降低均匀化温度对2024合金T3态组织和性能的影响

  王亚丽, 曹玲飞, 温庆红, 蒋源, 吴晓东

  2026,55(2):501-509   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240689

  摘要(4) HTML(10) PDF(3.57 M)( 63)

  摘要：本文研究了降低均匀化温度对2024-T3态合金组织和性能的影响。结果表明：与工业化常规采用的490 ℃/24 h均匀化工艺相比，经430 ℃/24 h和460 ℃/24 h均匀化处理及轧制后，合金残留粗大第二相的面积分数接近且皆高于前者。由于粗大第二相的粒子激发形核（particle stimulated nucleation，PSN）效应，均匀化制度为430 ℃/24 h和460 ℃/24 h的合金在固溶淬火后再结晶分数更高且晶粒更为均匀细小。对3组合金进行硬度测试和拉伸试验，发现三者的峰值硬度、抗拉强度、屈服强度以及延伸率都比较接近。因此适当降低均匀化温度能够提高晶粒尺寸均匀性、降低生产成本，并且保持2024-T3态板材良好的拉伸性能；490 ℃/24 h的高温均匀化工艺可使T3态板材具有相对较好的塑韧性。

• 孔洞缺陷对α-Fe拉伸变形行为影响的分子动力学模拟

  李翔, 尹益辉, 张元章, 李继承, 李洪祥

  2026,55(2):510-516   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240692

  摘要(5) HTML(8) PDF(2.52 M)( 64)

  摘要：为深入研究孔洞缺陷对α-Fe试样拉伸变形行为的影响，构建含不同大小孔洞缺陷的α-Fe试样计算模型，并进行单轴拉伸应变下的分子动力学模拟。结果表明：整体趋势上，含孔洞缺陷试样的拉伸力学性能损减与孔洞尺寸正相关，孔洞尺寸越大，试样越容易进入塑性变形阶段；含孔洞缺陷试样的杨氏模量、屈服应力、极限强度和拉断延伸率均随着孔洞半径的增大而减小；试样的塑性变形表现为拉伸应力诱发的相变和位错滑移混合的机制；随着孔洞半径的增大，试样的应力-应变曲线特征发生显著变化——试样的塑性屈服段和应变硬化段越来越短，应变硬化段甚至消失。研究有助于深入认识孔洞缺陷对金属变形机制的影响，为后续开展多晶α-Fe材料的物理和力学性质的分析研究奠定有益基础。

• 锻造工艺及热处理对含Er7050铝合金组织与力学性能的影响

  刘宇航, 荣莉, 黄晖, 陈炯燊, 马晨曦, 史晓成, 魏午, 文胜平, 高坤元, 吴晓蓝, 聂祚仁

  2026,55(2):517-527   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240697

  摘要(9) HTML(13) PDF(6.68 M)( 69)

  摘要：为了探究多向锻造对铝合金微观组织及力学性能的影响，以均火态含Er7050铝合金为研究对象，对该合金在400 ℃下进行了3种不同锻造道次的多向锻造，即三墩三拔（3U3CS）、六墩六拔（6U6CS）以及九墩九拔（9U9CS）。随后，合金经过固溶处理、水淬和T6时效处理。对样品进行微观结构分析和机械性能测试。通过比较3种不同锻造工艺所得样品的机械性能，发现经过九墩九拔锻造工艺处理的样品具有最佳的机械性能，这归功于该锻造工艺使其产生细小的晶粒和致密的析出强化相，该锻造工艺条件下样品的平均抗拉强度为621.4 MPa，平均屈服强度为545.4 MPa，平均伸长率为13.58%，对比其他两种锻造工艺处理的样品均有提升，这表明优化的锻造工艺显著改善了机械性能。

• 镁合金逆温度场等径角挤压的有限元模拟与实验分析

  孟帅举, 宋金龙, 陈剑飞, 张建军, 王立冬, 齐佳宁, 李永飞, 杨贵荣

  2026,55(2):528-534   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240699

  摘要(5) HTML(8) PDF(1.46 M)( 58)

  摘要：为揭示模具温度对逆温度场等径角挤压（inverse temperature field-equal channel angular pressing，ITF-ECAP）加工镁合金坯料温度场与等效应力场的影响规律，建立了Mg-1.5Bi(wt%，B2)合金ITF-ECAP加工过程的热力耦合有限元分析模型，并结合实验研究对其在不同模具温度下的加工过程进行分析。结果表明：ITF-ECAP加工过程中坯料温度在模具通道转角处显著升高，有助于塑性变形的顺利进行，剧烈变形后温度逐步降低，可有效避免再结晶晶粒的粗化；坯料的应力集中区域主要分布在通道转角处与模具出口附近，且随着模具温度的升高而显著降低。验证实验发现在模具温度较低（200 ℃）时，一道次ITF-ECAP加工后B2合金坯料表面发生开裂，而模具温度为300 ℃时，B2合金经过四道次ITF-ECAP加工后表面光滑无裂纹。进一步微观组织表征发现，四道次ITF-ECAP加工的B2合金中形成了由细晶与超细晶构成的超-细混晶组织，显著提升了合金的强度与塑性。

• 轧制-拉拔-退火冷却协同调控下Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金组织与织构演变机制

  孙小平, 刘东, 杜予晅, 雷磊, 张朋辉, 吴聪, 雷蕃

  2026,55(2):535-542   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250277

  摘要(7) HTML(16) PDF(14.15 M)( 68)

  摘要：研究了Ti-3Al-5Mo-4.5V（TC16）合金棒材在轧制-拉拔-不同退火冷却（水淬（WQ）、空冷（AC）和炉冷（FC））方式下微观组织和织构的协同演变机制。结果表明：TC16钛合金棒材初始片层组织在两相区轧制和退火过程中通过动态再结晶和α相长大形成了由等轴α和β相组成的双相组织，β相和α相分别形成了<110>//Y（Y//棒材轴向）和//Y的丝织构。热拉拔虽未改变织构类型，但热拉拔变形导致内部晶粒取向梯度明显增加，进而显著减弱织构强度。退火冷速速率对α相含量调控显著，等轴α相含量由WQ的36.8vol%增至FC的74.9vol%。不同冷速下的β相和α相织构类型与拉拔态织构一致。退火加热阶段α→β相变通过Burgers取向关系（BOR）继承并强化原始β相织构；而冷却过程中β→α相变因自适应效应触发变体选择，导致α相织构强度增强。由此可见，热处理可继承并强化轧制-拉拔织构，而非重构其类型。本研究通过热加工-冷却协同调控策略，为钛合金微观组织和织构优化提供参考和指导。

>评述

• 高温抗氧化铂族金属涂层的研究现状及展望

  丁晨曦, 刘忠宇, 方镇, 王浩旭, 吕镖, 胡振峰

  2026,55(2):333-344   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240524

  摘要(16) HTML(18) PDF(2.00 M)( 79)

  摘要：铂族金属具有熔点高、耐腐蚀性强、化学性质稳定以及在高温含氧环境下氧渗透率低等特点，作为热防护涂层材料已在航空航天领域获得重要应用，并在高超声速飞行器热端部件防护等前沿军事领域应用前景极大。本文综述了高温抗氧化铂族金属涂层的最新研究进展，包括涂层制备技术、氧化失效及合金化改性。概述了当前铂族金属涂层的主要制备技术，总结并对比了现有各种制备技术之间的优劣情况。着重分析并总结了单一铂族金属涂层在高温含氧环境中的本征特性、失效形式及失效机制。在此基础上，梳理并指出了铂族金属合金化改性的必要性、主要方式及主要成果。最后，对高温抗氧化铂族金属涂层的未来发展进行了探讨及展望。

• 锆合金焊接技术的研究现状与展望

  白玉杰, 李远星, 朱宗涛, 陈辉

  2026,55(2):558-572   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240724

  摘要(14) HTML(20) PDF(3.19 M)( 78)

  摘要：近年来，清洁核能发展迅速，锆合金因其耐腐蚀性能好、中子吸收截面小等优势被用作水冷核反应堆的燃料元件包壳材料。燃料组件装配过程中，通常采用焊接方法将核燃料密封在锆合金包壳内。其中，传统熔焊的热输入高，焊后易出现变形超差，钎焊过程中易产生气孔和连续分布的金属间化合物（intermetallic compounds，IMCs）损害接头性能，而采用低温扩散焊可以避免上述问题的出现。为此，本文分析了锆及锆合金的焊接性，综述了锆合金熔焊、钎焊和扩散焊等焊接技术的国内外研究现状，阐述了两种焊前优化方法，即表面机械研磨处理（surface mechanical attrition treatment，SMAT）和热氢处理技术（thermo-hydrogen processing，THP），最后对其在锆合金的低温扩散焊的应用进行总结和展望。

优先出版

• 高强韧TC4-0.55Fe钛合金低温冲击韧性及断裂机理研究

  优先出版日期:2026-01-12  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250391

  摘要(77) 全文(5)

  摘要：钛合金凭其优异的耐蚀性和低温力学性能,是极地资源开发,北极航路运输等极端工况应用重大装备的理想结构材料。为了进一步提高钛合金的低温韧性,研究钛合金低温断裂失效机理,本文采用Fe微合金化方法制备了TC4-0.55Fe钛合金,系统研究了其在20~-196 °C范围内的冲击性能及断裂机制。结果表明：TC4-0.55Fe钛合金在常温下的低温韧性达到66.75J/cm₂^{。随着温度减低至}-20℃,低温韧性没有发生任何改变。当温度继续下降至-70℃时,低温韧性开始降低,达到46.75J/cm₂^,当温度降至-196 °C时,冲击韧性仍保留有25.1 J/cm2,较TC4钛合金提升23.8%。扫描断口分析显示,-196 °C仍未达到该合金的韧-脆转变温度。通过EBSD表征发现,各温度下裂纹附近均有显著数量的孪生行为,且温度越低,孪晶密度越高。分析表明：TC4-0.55Fe合金优异的冲击韧性主要归因于细晶强化、β基体中弥散分布的细小针状αs相,以及低温下孪晶密度显著增加的协同作用,三者共同诱导裂纹扩展路径偏转,显著提升抗断裂能力。

• Mo元素对激光粉末床熔融Co-Cr-Fe合金组织与性能的影响

  优先出版日期:2025-12-24  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250492

  摘要(35) 全文(36)

  摘要：采用Co、Cr、Fe和Mo单质元素混合粉末作为激光粉末床熔融的原材料，以原位合金化的方式制备了15Co-25Cr-(60-x)Fe-xMo (x=0-5，wt.%)的成分梯度样品。研究了不同Mo含量试样的成分均匀性、相结构及微观组织。并结合实验结果与第一性原理计算，研究了Mo含量对磁性能的影响。结果表明：所有样品均实现了合金化且无孔洞或未熔颗粒等缺陷。随着Mo元素含量的增加，试样的磁性能呈现出先增加后降低的趋势。当Mo含量为3 wt.%时，试样具有最佳的磁性能，其矫顽力(H_c)、剩磁(B_r)和最大磁能积(〖(BH)〗_max)分别为26.54 kA/m、0.9 T和11.56 kJ/m3。此外，Mo的添加也提高了试样的显微硬度，15Co25Cr 57Fe3Mo合金的显微硬度为424 HV0.5。

• Zr基共晶合金组织结构与力学性能协同优化研究

  优先出版日期:2025-12-17  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250283

  摘要(45) 全文(37)

  摘要：本文基于共晶合金设计策略结合Pandat热力学计算，设计并制备了Zrx(NiFe)100-x合金（x=75/83/90 wt.%），研究了合金组织结构与力学性能的内在关联机制。结果表明，当Zr含量提升至83 wt.%及以上时，合金呈现片层状共晶组织（tI12-Zr2(Ni/Fe)/FCC-Zr）与HCP-Zr复合结构，界面处析出纳米级FeZr3过渡相，其液相形成温度显著降低至约974℃；83Zr与90Zr合金的抗压强度和断裂应变分别1352±12 MPa、14.2±0.4%和1263±10 MPa、17±0.3%，在保证合金强度的情况下，断裂应变较传统Zr基非晶合金大幅提升。断口分析表明，共晶界面诱导的位错钉扎与剪切带分叉抑制了裂纹扩展，促使Zr含量提升时，合金断裂模式由脆性解理断裂向45°剪切断裂为主导的方式转变。在动态压缩下，83Zr与90Zr合金均呈现应变率硬化效应，并且当应变率超过临界值时，合金均发生韧脆性转变。该研究为Zr基共晶多相合金的强韧化设计及低熔点成型工艺优化提供了依据。

• 组织特征对GH4151合金冲击性能的影响

  优先出版日期:2025-12-17  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250461

  摘要(26) 全文(35)

  摘要：采用示波冲击实验对不同热处理后的GH4151合金样品进行了测试，并结合金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和相图计算等系统分析了组织特征及晶界特征对GH4151合金冲击韧性的影响。结果表明，随着固溶温度的升高，GH4151合金的一次γ′相含量逐渐降低，平均晶粒尺寸逐渐增大，仅固溶态合金的冲击韧性也逐渐增大。JMatPro相图计算显示晶界会存在一定量的μ相（TCP相）和M23C6相。对示波冲击曲线和断口分析后发现，仅固溶处理的合金，其弹性变形功Ee、塑性变形功Ep和撕裂功Ec都较大，因此抵抗裂纹萌生及扩展的能力较好，冲击韧性较高；经固溶及两阶段时效处理后，其弹性变形功Ee和塑性变形功Ep均较小，撕裂功Ec甚至接近零，因此冲击韧性大幅降低。与仅固溶态相比，双阶段时效处理后合金冲击韧性大幅降低的主要原因是晶粒细化和时效过程中晶界μ相及M23C6相的协同析出，而与基体晶界特征关联性较小。

• 第三代钛铝合金高温氧化行为及机理研究

  优先出版日期:2025-12-12  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250465

  摘要(26) 全文(33)

  摘要：钛铝合金的高温环境适应性对航发低压涡轮叶片的服役安全有重要影响，本文以铸造钛铝合金ZTNM为研究对象，依据HB5258标准并结合循环氧化实验，系统研究了该合金在650 ℃和750 ℃循环氧化行为。结果表明，两种温度下合金的氧化增重动力学曲线均呈抛物线规律，650 ℃氧化速率（k′650℃=0.0082 g·m?2·h?1）低于750 ℃（k′750℃ =0.0095 g·m?2·h?1），且在两个温度下氧化速率均达到完全抗氧化级。氧化过程可分为三个阶段：氧化初期生成TiO?+Al?O?膜；中期在膜/基体界面处形成连续TiN/Ti?AlN氮化物层，长期则在氧化膜中出现贫Al区。更高温度（750 ℃）促进了TiO?的快速生长，使氧化膜更厚，氮化物层是决定氧化速率及氧化膜结构稳定性的关键因素。

• Ni-Cr-W-Mo合金长时时效中的析出行为及对力学性能的影响

  优先出版日期:2025-12-09  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250448

  摘要(25) 全文(34)

  摘要：利用SEM、TEM和相分析等手段，研究了Ni-Cr-W-Mo合金在800℃长时时效中的析出行为及对力学性能的影响。结果表明，时效中M23C6碳化物呈不同形态依次析出于晶界、孪晶界和晶内。晶间层片状M23C6是不连续反应的产物，而孪晶界M23C6呈颗粒状且沿{111}孪晶面生长，晶内纳米级M23C6可起到钉扎强化的作用；M6C碳化物在时效1000h~5000h发生了由外至内的退化，分解为M23C6、α-(W,Mo)相和贫W、Mo的基体。由于W、Mo平衡偏聚，时效5000h后又有α-(W,Mo)相在晶界M23C6处析出；力学性能的显著变化集中在时效前期。时效前200h的强度提升是碳化物剧增引起的，而塑韧性恶化归因于晶间M23C6的脆性及其对晶界结合力的降低。时效200h~5000h，性能缓慢退化。此阶段强度的降低与α相对固溶强度的削弱及纳米M23C6的粗化有关，塑韧性的退化与晶间M23C6粗化和M6C的分解相关。时效前后，断裂类型由穿晶韧性断裂转变为混合型断裂。

• 抽拉速率对定向凝固Mar-M247LC合金微观结构及蠕变性能的影响

  优先出版日期:2025-12-09  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250488

  摘要(42) 全文(56)

  摘要：定向凝固镍基高温合金由于消除了与应力方向垂直的横向晶界，具有优异的蠕变性能。考虑到其蠕变性能与初始凝固组织的强关联性，本文重点研究了抽拉速率对Mar-M247LC定向凝固镍基高温合金组织和持久性能的影响。结果表明：随着定向凝固试样抽拉速率的提高，一次枝晶间距逐渐减小（从479 μm降至322 μm），γ"相平均尺寸减小（枝晶间区域从460 nm降至345 nm，枝晶干区域从298 nm降至203 nm）。此外，碳化物形态由块状转变为汉字状。热处理后试样中形成规则的立方状γ"相，且热处理后试样中的γ"相含量较定向凝固试样有显著增加。在抽拉速率为40 μm/s条件下凝固的合金会形成细长状γ"筏形组织、狭窄的基体通道及规则的位错网络，这些因素协同作用使蠕变断裂寿命延长至96.6小时。断口分析确认其为穿晶韧性断裂，裂纹萌生于分解的MC碳化物处。

• 电子封装用针翅式金刚石/铜板材制备与水冷验证

  优先出版日期:2025-07-28  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250285

  摘要(105) 全文(214)

  摘要：电子封装热管理问题是阻碍集成电路发展的重要技术瓶颈之一,金刚石/铜复合材料在热管理领域具有优异性能,但其异构成型困难导致在电子封装水冷领域的应用十分受限,针对此问题,本研究利用银掺杂策略来改善坯体与复合板材之间的烧结性能,制备出复合底板和针翅式复合底板,并验证了复合底板、针翅式复合底板分别在间接水冷、直接水冷场景中的应用效益。研究结果表明：银掺杂铜坯体可以与镀钨金刚石/铜复合板材具有良好的烧结性能；复合底板、针翅式复合底板在水冷测试中分别使得发热片温度下降5-6℃和4-5℃且其数值模拟结果与试验数据吻合良好,验证了其复合结构良好的均热特性,解决了传统封装部件热导率低以及金刚石/铜复合材料制备异型结构难的问题。

• Numerical simulations of dynamical relaxations in metallic glasses: a short review

  优先出版日期:2025-07-17  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250367

  摘要(77) 全文(218)

  摘要：Metallic glasses are a unique class of materials with exceptional mechanical properties, including high strength, excellent corrosion resistance, and significant elasticity. These materials display intriguing dy- namical relaxation processes, which influence their mechanical and thermal properties. Understanding the dynamical relaxations in metallic glasses is crucial for optimizing their performance in various applications. Due to the limitations of experimental techniques to access processes at the atomic level, the detailed mechanisms responsible for the dynamical relaxations cannot be easily probed experimentally. Numerical simulations are good candidates to analyze in depth the elementary dynamical processes at the atomic scale and thus to capture the fundamental origin of dynamical relaxations. The development of computing power in the last decades has allowed researchers to reach an enormous advancement in the understanding of the physical mechanisms behind dynamical relaxations in metallic glasses.

• Inconel 718高温合金服役涡轮盘一次碳化物的稳定性及影响

  优先出版日期:2025-06-19  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250173

  摘要(149) 全文(286)

  摘要：以某型号客机累积服役时间约60000 h的Inconel 718（GH4169）涡轮盘为研究对象，系统的研究了长时间服役后涡轮盘内不同位置下微观组织的演变情况。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、萃取相分析、夹杂物扫描仪和纳米压痕等方法对其组织演变行为进行了详细表征。结果表明，在长期服役后，涡轮盘内主要强化相γ"和γ"未发生显著变化。但是，基体内弥散分布的一次MC碳化物沉淀相，自涡轮盘心部至边缘位置其数量、大小和形貌均明显失稳。合金内部一次MC碳化物含量由0.166 wt.%降低至0.106 wt.%，其形貌由规整的块状逐渐向不规则的近圆形状转变。同时涡轮盘内发生元素重新分布行为，碳化物的回溶使Nb、Ti、C元素扩散进入基体，导致碳化物的纳米硬度降低而碳化物附近基体内纳米硬度略微上升。因此，在Inconel 718 合金涡轮盘实际服役过程中，不同于传统认知中的一次碳化物具有极高的稳定性这一观点，合金内一次MC碳化物会发生缓慢的回溶现象。而碳化物的失稳以及回溶后部分碳化物形成元素扩散进入基体中的行为，会对合金长期服役的综合力学性能产生“扰动”。

• 热处理对TC4-0.55Fe钛合金管材力学性能的影响

  优先出版日期:2025-06-19  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250219

  摘要(180) 全文(262)

  摘要：面对苛刻复杂的油气资源开采环境，亟需探索出具有高强韧服役性能的钛合金油井管材。本文以斜轧穿孔(RP)TC4-0.55Fe钛合金无缝管为研究对象，通过固溶时效工艺调控微观组织，对其进行室温拉伸和-20 ℃冲击性能测试，结合SEM、XRD、TEM等分析组织演变对力学性能的影响。结果表明，RP试样的变形魏氏组织在两相区固溶时效(STA910)后，αC尺寸和αL平均晶粒厚度显著增大，组织取向性和均匀性也显著增强。RP试样的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为904 MPa、793 MPa和14.2%，在-20 ℃冲击功与冲击韧性值分别达到66.2 J和82.7 J/cm2。两相区固溶时效后，STA910试样的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别升高到984 MPa、904 MPa和16.2%，-20 ℃冲击功和冲击韧性略有下降，但仍然保持在52.8 J和66.2 J/cm2。STA910试样通过固溶时效析出αS和ω相增加了α/β界面，增大位错滑移和运动阻力的同时改善了合金元素的偏析现象，达到了晶界强化和固溶强化的双重效果，从而同时提高了合金的强度和塑性。另一方面，所有状态的TC4-0.55Fe合金均表现出优异的冲击韧性，合金的断裂方式以韧性断裂和穿晶断裂为主， α相晶粒尺寸的粗化和β相稳定性的下降及βt中αS和ω相析出的综合影响导致了合金冲击性能的下降。

• 多孔CoCrNi中熵合金的动态力学行为及其低温力学性能研究

  优先出版日期:2025-06-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250166

  摘要(158) 全文(296)

  摘要：通过粉末烧结-溶解法制备了孔隙率60.6% -78.1%、孔径1.8 -2.4mm的多孔CoCrNi中熵合金,其孔隙分布均匀且冶金结合良好。动态压缩试验结果表明,该材料具有显著应变率强化效应,且500 s_-1^{应变率下抗冲击性能最优}；屈服强度随应变率从200 s_-1^增加到800 s_-1^而提升了52.8%(22.9 MPa到35.0 MPa),动态屈服强度较准静态屈服强度提高25%,能量吸收值达35.4 ~14.5 MJ/m₃⁽较准静态提升6.6% ~14.0%),最大理想吸能效率接近0.9。同时,在低温(-100℃)条件下,弹性模量和平台应力较室温分别提升2.4% ~10.5%和2.5% ~9.8%,能量吸收值达41.3 ~15.2 MJ/m₃^,为泡沫镁合金2倍,最大理想吸能效率保持0.8。综上,多孔CoCrNi中熵合金兼具动态强化与低温强化特性,具有良好的能量吸收能力与高理想吸能效率,在实际工况与极端环境领域展现出显著的应用潜力。

• 气体调控对EIGA制备镍基和钛合金粉末特性的影响

  优先出版日期:2025-06-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250198

  摘要(142) 全文(288)

  摘要：电极感应熔炼气雾化（Electrode induction melting gas atomization, EIGA）作为无坩埚制粉技术，是超纯净金属粉末制备的关键方法。本文以镍基高温合金FGH96和钛合金TC4为对象，通过雾化试验与粉末特性表征，研究了雾化压力与气体温度对粉末粒度、粒形及空心粉含量的影响。结果表明，在气体温度25 ℃条件下，随着雾化压力从2.5 MPa升至4.0 MPa，粉末中值粒径D50由96.3 μm减小至75.5 μm，球形度在3.5 MPa时达到最大值0.9805，粉末体积孔隙率也呈现先升后降变化规律。雾化压力4.0 MPa下，气体温度升至100 ℃后，粉末进一步细化，FGH96和TC4粉末的D50分别降至63.8 μm和86.0 μm，且高温合金粉末细化更为显著。高温合金粉末球形度基本保持稳定，钛合金粉末球形度小幅升高，粉末体积孔隙率小幅增加。由于不同合金熔体的粘度、表面张力和密度差异，导致粒度、粒形等粉末特性呈现不同的变化规律。本研究为不同类型合金粉末制备工艺的定制化提供了理论依据。

• 高温合金大型盘类锻件变形均匀性控制的形状拓扑优化方法

  优先出版日期:2025-04-03  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240756

  摘要(90) 全文(109)

  摘要：变形均匀性是评价航空航天大型盘类锻件性能的重要指标。论文以透平盘为研究对象,探明了透平盘锻件低应变区形成的原因,并提出了基于“子单元数量-体积-子单元数量”的增补和去除规则的适用于大型盘类锻件的拓扑优化设计方法,该方法采取为每个列单元分配合适的体积,通过堆叠与调整模块适应各区域的相对高度,获得目标形状复杂性低的预锻件形状。为验证优化方法的有效性,论文以变形均匀性为目标对大型透平盘预锻件形状进行了自动化寻优,优化后的锻件变形均匀性提高了45%,且无应变死区。同时,根据优化所得的预锻件形状进行了生产验证,生产试制结果表明了论文提出的大型盘类锻件预成形形状优化方法的可靠性。

• 基于变弹性模量的TC4钛合金板材五点弯曲回弹预测

  优先出版日期:2024-11-20  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240434

  摘要(102) 全文(105)

  摘要：TC4钛合金材料在弯曲过程中会产生显著的回弹，其弹性模量对回弹有显著影响。然而，以往的研究没有考虑材料在塑性应变变化过程中弹性模量的变化。以TC4钛合金为研究对象，通过单轴拉伸和循环加卸载实验，确定材料的各向异性参数以及材料弹性模量随塑性应变的变化规律。在此基础上，建立了TC4钛合金变弹性模量的数学模型。基于YLD2000-2D屈服准则和变弹性模量、YLD2000-2D各向异性和Mises各向同性三种本构模型，对TC4钛合金板材室温五点弯曲过程进行了数值模拟。为了验证数值模拟结果，对TC4板材进行了室温五点弯曲试验。结果表明，各向异性本构模型和变弹性模量数学模型显著提高了TC4钛合金弯曲回弹的预测精度，最高预测精度提高了31.18%。

• 碳基于热力学相图计算开发不同Ni:Co比率的超粗晶WC-8(Co,Ni)硬质合金

  优先出版日期:2024-03-22  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.E20230047

  摘要(180) 全文(336)

  摘要：本研究基于热力学相图计算,利用粉末冶金工艺制备不同Ni:Co比率的超粗晶WC-8(Co,Ni)硬质合金,研究了合金的微观结构、力学性能及其腐蚀性为。结果表明,通过热力学计算相图控制碳平衡,有效避免合金中出现缺碳与富碳的有害相。随着Ni:Co比率增加,合金的致密性先增大后减少,WC平均晶粒尺寸增大,并使得粘结相分布均匀性变差,硬度降低,断裂韧性升高,抗弯强度先升高后大幅降低。Ni有效缓解了粘结相的腐蚀速率,增强了超粗晶硬质合金的耐蚀性能。当Ni:Co比率为2:6时,合金的综合力学性能最佳,耐蚀性增强效果明显。

• 搅拌摩擦加工结合微弧氧化在AZ31镁合金表面制备新型医用抗菌耐蚀涂层

  优先出版日期:2023-11-17  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20230255

  摘要(435) 全文(586)

  摘要：本文采用搅拌摩擦加工（Friction stir processing, FSP）制备了含羟基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2，HA）和银（Ag）颗粒的AZ31Mg合金涂层前驱体，对前驱体表面进行微弧氧化（Micro arc oxidation, MAO），获得了兼具抗腐蚀性和抗菌性的Mg合金涂层。结果表明，前驱体中弥散分布的HA颗粒促进了MAO涂层的生长，提高了涂层厚度，从而提高了涂层的耐蚀性能。同时，FSP制备前驱体过程中，平均粒径为1 μm的Ag颗粒被破碎为平均粒径为2~10 nm的纳米颗粒。在随后MAO过程中，纳米Ag颗粒由前驱体向Mg合金涂层中发生转移。较低的Ag含量降低了涂层的腐蚀电流密度，改善了涂层的耐蚀性能。同时涂层的抗菌性能得到了显著的提高，涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最高抗菌率分别达到99.4%和99.96%。

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