2026年第11期

>2026金属多孔材料

• Fe-30Mn可降解金属的激光原位合金化及其生物学研究

  汪润泽, 唐金成, 单雪鹏, 黄钊臻, 李思敬, 严明

  2026,55(11):2713-2726   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250452

  摘要(52) HTML(59) PDF(4.74 M)( 57)

  摘要：利用激光束粉末床熔融（PBF-LB）原位合金化制备了块状和Gyroid多孔Fe-30Mn合金，并探讨了不同打印参数对试样性能的影响。结果表明，打印过程中激光能量密度较低会导致铁、锰元素混合不均匀，导致材料力学性能下降；激光能量密度过高则会使锰元素挥发，造成合金成分不符合预期。通过优化激光参数，可获得致密度高、铁锰元素分布均匀的试样，其抗拉强度达到644.67 MPa，延伸率达到21.61%，在模拟体液中的腐蚀速率为0.042 mm/a。此外，所得Gyroid多孔支架的孔隙率为49.84%，0.2%应变屈服强度为66.11 MPa，20%应变下的压缩强度为170.76 MPa，弹性模量为6.41 GPa。间接细胞毒性试验和细胞黏附试验结果表明，该材料具有良好的生物相容性。综上所述，本研究使用PBF-LB原位合金化制备的Fe-30Mn合金具有作为可降解人骨植入材料的应用前景。

• 具有点阵结构的多孔Ni-Fe合金电沉积制备

  苏保学, 阮莹

  2026,55(11):2785-2793   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250445

  摘要(72) HTML(46) PDF(1.62 M)( 53)

  摘要：采用电沉积耦合增材制造技术制备了具有点阵结构且孔隙率高（95%~98%）的多孔Ni-Fe合金。设计了四面体型和简单立方型2种点阵结构模型，发现减小杆元长度或增大杆元直径和杆元与水平方向夹角可显著提高点阵结构的比表面积。分析了电沉积参数对多孔Ni-Fe合金宏观形貌及结构特征的影响，确立最佳电沉积工艺条件是：阴极电流密度为2~3 A·dm^-2、沉积温度为50~60 ℃、镀液pH值为3、沉积时间为1 h。在此优化条件下制备了四面体型与简单立方型多孔Ni-Fe合金，经单向准静态压缩实验测试，四面体型多孔Ni-Fe合金的屈服强度达到22.91 MPa，比简单立方型提高35.8%。有限元模拟结果表明两种点阵结构在压缩载荷下应力均集中于节点区域，应力集中是导致局部变形与断裂的主要原因。

• 熔丝打印多孔钨的组织及孔隙特性研究

  王杰, 李志瑶, 樊峰嵩, 徐海峰, 秦运璞, 吴昊阳, 秦明礼, 曲选辉

  2026,55(11):2794-2801   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250453

  摘要(80) HTML(56) PDF(3.15 M)( 50)

  摘要：采用熔丝制造（fused filament fabrication，FFF）技术制备多孔钨构件，研究和表征了FFF打印的各阶段组织形貌以及最终多孔钨的孔隙特性。结果表明，采用FFF技术成功制备了层间结合紧密、无缺陷的多孔钨构件。3 μm商业钨粉的最大装载量可达到56%，混炼后的喂料表现出良好的流变性能。此外，研究了打印参数对生坯致密度的影响，得到了最佳的打印参数：喷嘴直径为0.6 mm，层厚为0.1 mm，打印速度为30 mm/s。FFF打印制备的多孔钨表现出均匀的孔隙分布。随着烧结温度的升高，多孔钨孔径减小，孔隙复杂程度增加，硬度和抗压缩强度升高。

• 激光选区熔化成形蜂窝嵌套晶格结构的压缩变形性能及微观组织研究

  刘征, 查正书, 彭聪, 张文玮, 陈孟, 罗乐, 张琦

  2026,55(11):2802-2811   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250336

  摘要(36) HTML(30) PDF(2.84 M)( 50)

  摘要：将3种桁架杆单元晶格结构嵌套在蜂窝空腔内，从而得到新的蜂窝嵌套晶格结构。以AlSi10Mg粉末为材料，采用激光选区熔化成形（SLM）技术制备蜂窝嵌套新型bcc晶格结构（HC-N-bcc）、蜂窝嵌套对称杆晶格结构（HC-SP）、蜂窝嵌套新型萤石晶格结构（HC-N-F）和空蜂窝结构（HC-E）不同相对密度的试样，并对其进行侧面压缩力学性能测试、宏微观变形机制和能量吸收分析。结果表明：蜂窝嵌套晶格结构侧面压缩性能大幅优于空蜂窝结构，在46%相对密度下，HC-SP结构的压缩模量和峰值应力比HC-E高43%和44.7%，在应变50%下，其能量吸收值（）和破碎力效率（CFE）分别是HC-E的7.7倍和5.3倍。当桁架杆单元晶格嵌入蜂窝空腔后，使得蜂窝外壳从瞬间破碎变形变成缓慢均匀变形，这极大改善了蜂窝结构的压缩稳定性。同时，桁架体积占整体结构的占比越大，蜂窝嵌套晶格结构的性能提升效果越好。

• LPBF工艺参数对多孔结构生物医用金属影响的研究进展

  任永恒, 史义轩, 郑钰哲, 黄成聪, 赵上岩, 李轩, 陆雨辰, 武玉枝, 李培培, 李亚庚, 王鲁宁

  2026,55(11):2894-2915   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250646

  摘要(42) HTML(23) PDF(31.38 M)( 52)

  摘要：激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）技术已成为一种变革性的增材制造技术，可用于制备多孔结构金属，其定制化特性适用于多种生物医学应用场景。这类构件凭借轻量化设计、优异的力学性能和可定制化几何形状，在骨植入物、支架以及其他承重医疗器械中展现出独特优势。然而，LPBF工艺参数与最终结构及力学性能之间存在复杂的相互作用，这给实现临床应用所需的精度和可靠性带来了巨大挑战。本综述全面分析了激光功率、扫描速度、层厚等LPBF工艺参数对致密度、尺寸精度、微观结构和表面粗糙度等关键性能指标的影响，并深入探讨了这些参数对材料强度、抗疲劳性及功能特性等力学性能的作用，尤其关注其在生物医学领域的相关性。此外，还讨论了拓扑结构、单胞尺寸和取向等晶格设计因素的影响，强调了这些因素在优化医疗应用中生物相容性和结构完整性方面的重要作用。表面缺陷、几何精度偏差和微观结构不均匀性等问题被视为LPBF技术在生物医学领域广泛应用的主要障碍。未来的研究方向聚焦于通过工艺优化以及与机器学习等先进计算工具的融合来推动LPBF技术的发展，从而高效制造复杂的、患者特异性的结构。通过攻克这些挑战，LPBF技术有望为下一代生物材料的研发带来革命性突破，以满足不断发展的临床需求并改善患者预后。

• 基于稀固溶体前驱体纳米多孔金属的脱合金制备、结构调控和应用研究进展

  刘亚龙, 于滨, 颜雪娇, 程冠桦, 张忠华

  2026,55(11):2916-2927   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250497

  摘要(73) HTML(21) PDF(9.29 M)( 54)

  摘要：基于稀固溶体前驱体的脱合金策略在纳米多孔金属制备中具有重要意义。传统脱合金法受限于二元合金的有限成分范围，而稀固溶体前驱体通过大幅拓宽成分可调范围与优化动力学过程，实现了对多孔结构的精准调控。该策略成功制备出高长径比纳米多孔微线、超高孔隙率自支撑薄膜以及嵌套式分级纳米多孔金属，并在功能应用领域展现出显著优势：电催化材料通过表面电子结构优化实现高效析氢性能；太阳能水蒸发器件利用多级孔结构与局域等离子体效应实现宽带光吸收与高效蒸发；电驱动材料则凭借分级网络设计突破应变幅值与响应速率极限。该策略揭示了通过前驱体组分设计与脱合金工艺协同解决高比表面积与传质效率、力学稳定性矛盾的新机制，为新一代功能纳米多孔材料的开发提供了重要思路。

• 脱合金多孔铜的结构调控及力学行为研究进展

  陈鑫, 杨卿, 李朝坤, 刘蓉, 耿迎新

  2026,55(11):2928-2936   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250460

  摘要(67) HTML(29) PDF(2.09 M)( 68)

  摘要：脱合金多孔铜因其优异且多样化的功能特性，在热管理、催化传感、减震吸能等领域展现出广阔的应用前景。结构调控是优化其功能特性的核心手段之一，而力学行为则是保证其在服役条件下结构稳定与可靠性的关键。本文基于脱合金多孔铜结构调控与力学行为的研究现状，归纳了金属间化合物相、固溶体及不混溶等不同体系前驱体的脱合金行为特征，总结了相应的孔隙结构调控方法；同时，梳理了多孔铜力学行为的研究现状、主要强化策略以及预测模型。最后，从结构调控与力学性能协同优化的角度，对未来重点研究方向进行了展望。

• 增材制造金属多孔材料的研究进展

  杨坤, 沈垒, 赵少阳, 徐晨阳, 许忠国

  2026,55(11):2937-2947   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250417

  摘要(43) HTML(30) PDF(6.99 M)( 53)

  摘要：金属多孔材料是一类兼具结构功能一体化特征的材料，其显著特点是具有明确的孔隙结构。这种孔隙结构使其同时具备金属材料与多孔材料的双重特性，因而广泛应用于核工业、石油化工、航空航天等领域。增材制造技术能够实现复杂多孔金属结构的一体化制造，具有材料利用率高、可精确调控孔隙结构等优势。本文介绍了面向金属多孔材料的增材制造技术发展现状，重点分析了增材制造金属多孔材料的成孔机制与性能特点，综述了其在医疗、模具等行业的应用进展，探讨了人工智能在金属增材制造技术中的应用情况，并对该技术未来的发展进行了展望。

• 纳米多孔金属在电催化和电化学储能中的应用

  王营, 周志兰, 韩高峰, 郎兴友, 蒋青, 韩丽平, 时航

  2026,55(11):2948-2963   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250434

  摘要(79) HTML(33) PDF(46.11 M)( 49)

  摘要：纳米多孔金属因其独特的孔结构和优异的电化学性能，在能源转化和储能领域展现出广泛的应用潜力。其结构特点使其具有大比表面积和优异的导电性，且成分结构具有可调性。因此，纳米多孔金属在能量转换领域中发挥了重要的作用。本文综述了纳米多孔金属的合成方法及其结构调控，重点探讨了其在电催化反应（如析氧反应和析氢反应）及储能设备（如锂离子电池、钾离子电池和超级电容器）中的应用。研究表明，纳米多孔金属不仅能够提高催化效率，还能显著提升电池的循环稳定性和能量密度。然而，合成方法的可重复性、长期稳定性、成本及实际应用中的技术障碍仍需进一步研究。未来的研究将集中在优化纳米多孔金属的微观结构和表面特性，以实现高效、可持续的能源解决方案。

• 纳米多孔金属加氢催化剂的制备及应用

  李嘉仪, 肖子辉, 李红, 丁轶

  2026,55(11):2964-2979   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250528

  摘要(34) HTML(32) PDF(16.03 M)( 48)

  摘要：纳米多孔金属催化剂（NPCs）凭借其高比表面积、可调控的孔道结构和限域效应，在催化加氢领域展现出显著优势。本文系统阐述了以雷尼镍为代表的纳米多孔金属催化剂，重点分析了其通过化学脱合金构筑三维多孔结构的制备原理，并从晶体结构、残余铝、孔结构及掺杂剂4个维度深入探讨了影响催化活性的关键因素。进一步综述了该类催化剂在不饱和键加氢、硝基/腈基化合物转化及生物质平台分子升级等反应中的应用，揭示了多孔结构在提供高比表面积、优化传质路径及调控反应选择性方面的核心作用。

>材料科学

• Sr对Zn-Sn基可降解生物医学合金微观结构与性能的影响

  彭浩东, 李卓, 孙牧群, 陈英英, 赵琳琳, 张欣

  2026,55(11):2727-2736   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250605

  摘要(63) HTML(36) PDF(3.67 M)( 44)

  摘要：研究了可生物降解Zn-1.5Sn-xSr合金（x=0、0.3、0.5， wt%）的微观结构、力学性能、腐蚀行为及细胞毒性。结果表明，Sr元素的引入形成了微量SrZn₁₃相，提高了Zn-1.5Sn-xSr合金的屈服强度和弹性模量。通过透射电子显微镜衍射斑点标定，证明了SrZn₁₃相的存在。电化学测试证实了Zn-1.5Sn-xSr合金表面生成钝化膜，且Zn-1.5Sn-0.3Sr表现出更好的耐蚀性，进一步的浸泡测试与X射线光电子能谱分析揭示了腐蚀产物膜的元素组成及成分，主要由氧化物、氢氧化物以及微溶性碳酸盐和磷酸盐组成。在细胞毒性方面，Zn-1.5Sn-xSr合金表现出优异的生物相容性。MTT实验显示细胞活力最高可达130%，这归因于材料降解过程中Sr²⁺的释放，Sr²⁺与Zn²⁺共同促进了细胞增殖与分化。

• 电流密度对硅磷酸盐电解液中2195铝锂合金微弧氧化涂层微观结构、耐腐蚀性及耐磨性的影响

  靳宗翰, 冯长杰, 张宇迪, 吴鸿, 王赫男

  2026,55(11):2737-2746   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250613

  摘要(26) HTML(24) PDF(3.62 M)( 37)

  摘要：在硅酸盐-磷酸盐电解液中，采用微弧氧化技术在2195铝锂合金表面制备陶瓷涂层，研究了不同电流密度（200~800 A/m²）对微弧氧化涂层微观结构、耐蚀性和耐磨性的影响。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和表面粗糙度仪分析了微弧氧化涂层的表面及截面形貌、成分和粗糙度。结果表明，随着电流密度的增大，微弧氧化涂层的粗糙度和厚度均增加。该涂层主要由γ-Al₂O₃组成，并含有少量α-Al₂O₃。在最大电流密度下制备的微弧氧化涂层最为致密。动电位极化测试表明，涂层的耐蚀性随电流密度的增大而提高。当电流密度为800 A/m²时，微弧氧化涂层的耐蚀性最佳，其腐蚀电位为-0.536 V，腐蚀电流密度为4.32×10^-7 A/cm²，较基体降低了两个数量级。电化学阻抗谱结果显示，电流密度为800 A/m²时，试样的容抗弧半径最大，且在低频区具有最高的阻抗值。微弧氧化涂层的耐磨性随电流密度的增大而提高。当电流密度为200 A/m²时，磨损机制主要为磨粒磨损；进一步增大电流密度后，磨损机制仍为磨粒磨损。在800 A/m²下制备的微弧氧化涂层耐磨性最佳，磨损率为1.355×10^-4 mm³/(N?m)。

• CVD法在喉衬上制备均匀致密钨涂层的工艺优化

  谢铮, 汪龙龙, 谭成文, 于晓东, 宁先进

  2026,55(11):2747-2755   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250595

  摘要(37) HTML(15) PDF(2.30 M)( 26)

  摘要：本研究对已建立的钨低压化学气相沉积（CVD）模型进行改进，使其可在常压条件下于火箭发动机喉衬表面沉积高性能涂层。研究分析了三种不同反应器结构（直管进气反应室、加装布气装置反应室、加装布气装置与引流板反应室）以及结构对反应室内流动特性、温度场、组分浓度及沉积反应的影响。数值模拟与实验结果表明，采用布气装置与引流板相结合的反应室可通过增强气体径向扩散，消除反应室喉衬处的涡流，从而显著提升流场均匀性。该优化设计不仅提高了喉衬构件表面沉积速率的均匀性，还小幅提升了六氟化钨的利用效率。本研究为高均匀性钨涂层CVD系统的设计提供了理论基础，同时为其工程化应用提供了可行方案。

• 预氧化56Cu-22Ni-12Fe-8Al-2La阳极在铝电解高温熔盐电解质中的腐蚀行为

  杜娟, 包生重, 杨少丹, 周延军, 庄玉伟, 曹书光

  2026,55(11):2756-2764   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250607

  摘要(41) HTML(19) PDF(2.83 M)( 30)

  摘要：研究了未氧化和预氧化的56Cu-22Ni-12Fe-8Al-2La阳极合金在800 ℃的Na₃AlF₆-K₃AlF₆-AlF₃-Al₂O₃铝电解用熔盐电解质中的腐蚀行为。测试了金属阳极在铝电解熔盐中的电化学性能，并研究了合金的腐蚀机理。结果表明，合金在800 ℃、O₂气氛下预氧化形成的氧化层主要由含铝、镍、铁、铜和镧元素的氧化物组成。电解3 h后，未氧化的金属阳极形成的腐蚀产物呈三层结构，腐蚀产物中不连续且多孔的氧化层在电解过程中提供了连通通道，使电解质易直接渗透进入金属基体，深度约为320 μm；预氧化后的金属阳极形成的腐蚀产物氧化层厚度约为190 μm，外层和内层氧化层包含连续的富Ni/Fe/Al/Cu氧化物（主要为NiFe₂O₄、CuAlO₂），中间层为致密连续的NiFe₂O₄层，厚度约为15 μm，氧化层中出现少量电解质，并渗入金属基体。在铝电解过程中，预氧化后的合金较未氧化的金属阳极合金表现出更优的耐腐蚀性能和稳定性。

• Mo含量对NbTiZrMo_x难熔高熵合金微观组织、耐磨性和腐蚀行为的影响

  徐连波, 李鑫磊, 贵永亮, 宋春燕, 龙海洋, 韩尚达, 杨玉升, 吴启明

  2026,55(11):2765-2775   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250655

  摘要(48) HTML(33) PDF(5.89 M)( 40)

  摘要：以高纯度的Nb、Ti、Zr、Mo颗粒为原料，采用真空电弧炉制备了不同Mo含量的NbTiZrMo_x难熔高熵合金。系统探讨了Mo元素在合金中的作用，以及不同Mo含量对合金的微观组织、显微硬度、耐腐蚀性和耐磨性的影响。结果表明，NbTiZrMo_x合金具有单一的体心立方相结构，呈枝晶形貌。Mo通过晶粒细化和固溶强化显著提高了合金的显微硬度与耐磨性。随着Mo含量的增加，合金的磨损机制由以黏着磨损为主导、磨粒磨损与氧化磨损共同作用逐渐转变为氧化磨损和轻微的黏着磨损。在3.5wt% NaCl溶液中的电化学腐蚀测试表明，NbTiZrMo_x合金的耐腐蚀性随Mo含量增加呈先增强后减弱的规律，其中Mo含量为14.29at%时，合金的耐腐蚀性最佳，表明适量添加Mo能够促进稳定钝化膜的形成，从而显著提高合金的耐腐蚀性能。

• TC4钛合金圆筒件超声振动辅助热拉深工艺

  杨大勇, 闻祥捷, 邓喜文, 孟凡余, 高铁军

  2026,55(11):2776-2784   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260008

  摘要(57) HTML(25) PDF(3.75 M)( 43)

  摘要：针对TC4圆筒件在热拉深过程中的破裂和制耳等质量问题，提出了超声振动辅助成形方法。通过超声振动辅助拉伸、滑动摩擦实验，确定超声振动对TC4热性能及界面摩擦性能的影响。通过探究不同温度条件下固定尺寸坯料的拉深力、拉深试件表面质量、壁厚分布和凸耳形态等，确定了超声振动对TC4圆筒件成型过程及质量的影响；最后通过不同温度条件下的变尺寸极限拉深实验，得到了超声振动辅助TC4圆筒件的极限拉深系数及试件有效高度。结果表明，TC4圆筒件热拉深过程，通过施加超声振动辅助，不仅能有效降低试件拉深力，还可以减小试件的制耳率，提高壁厚分布均匀性，有效提高了TC4圆筒件的极限拉深比和拉深试件有效高度。

• TC4钛合金电辅助拉伸行为及本构模型

  李萍, 刘少枫, 虞仁海, 刘柏松, 刘乐, 薛克敏

  2026,55(11):2812-2818   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250369

  摘要(39) HTML(21) PDF(1.25 M)( 46)

  摘要：对TC4钛合金进行了高温及电辅助拉伸实验，其中变形温度为600~900 ℃，电流密度为14~22 A/mm2。探究了温度及电流密度对合金流动应力的影响规律。结果表明，在热拉伸过程中材料的流动应力随着温度的升高而降低，延伸率与温度呈正相关。当施加脉冲电流后材料流动应力下降，延伸率随电流密度的升高表现为先升后降的变化趋势。最后基于拉伸真应力-真应变数据，在初始Johnson-Cook模型框架的基础上，构建了耦合热效应与非热效应的多物理场本构模型，采用回归拟合的方法确定了本构模型参数，并将实验值与预测值进行误差分析。结果表明，本构模型的确定系数R²≥0.95，平均相对误差MRE<2.5%，在宽域工艺参数范围内具有较好预测能力。本研究旨在为钛合金的电辅助成形提供理论依据，并为优化成形工艺参数提供参考。

• 离心压缩机叶轮材料在掺氢天然气环境下的氢相容性

  欧阳欣, 程磊, 满建峰, 袁春明, 马致远, 张珂馨, 罗浩, 秦娜娜, 王金华, 郭大刚

  2026,55(11):2819-2825   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250398

  摘要(43) HTML(25) PDF(2.23 M)( 49)

  摘要：通过慢应变速率拉伸试验、疲劳裂纹扩展试验及断裂韧性试验初步评估了离心压缩机叶轮材料FV520B钢在不同掺氢天然气环境下的氢相容性，并结合断口整体形貌、微观结构特征进行分析。结果表明，掺氢比和气体压力升高，FV520B钢的抗拉强度和屈服强度相对空气环境均出现不同程度下降，同时断后伸长率和断面收缩率也明显下降，出现氢致塑性损失现象；掺氢比和气体压力升高，裂纹扩展速率-应力强度因子范围曲线整体左移，试样更早地发生裂纹扩展以及更快地进入失稳断裂，且其断裂韧性K_IC值降低，低倍断口形貌也观察到材料有变脆的倾向。本研究结果为离心压缩机叶轮材料FV520B钢在掺氢天然气运输中的工程应用提供了重要的实验参考。

• 考虑粉末盘服役特性的FGH95合金疲劳寿命与失效机制研究

  董成利, 洪建锋, 沙爱学, 彭子超, 王旭青, 李兴无

  2026,55(11):2826-2834   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250405

  摘要(37) HTML(15) PDF(2.63 M)( 38)

  摘要：针对挤压锻造态FGH95合金在模拟航空发动机粉末盘组件服役工况下的使用性能评价缺失关键问题，本研究首先基于粉末盘组件止动槽上的最大主应变梯度，按照一定的设计准则设计出模拟件，并对其设计方法进行验证，然后采用基于临界距离（theory of critical distances, TCD）的疲劳寿命方法进行寿命预测，最后对疲劳寿命方法及失效机理进行验证。结果表明：本研究提出的1种三维空间域全自动搜索方法能够获得止动槽上的最大主应变梯度；与工程中常用Morrow修正的总应变寿命方法相比，采用考虑应变梯度的TCD寿命方法能够更准确地预测止动槽的疲劳寿命；合理解释了缺口标准圆棒试样不能准确模拟止动槽疲劳寿命的重要原因；运用断口分析技术验证了缺口标准圆棒试样、止动槽及其模拟件疲劳失效机理的差异。

• Zr-2.5Nb合金不同工艺预生膜的显微组织和摩擦磨损性能

  罗钦文, 张鹏, 俞强, 赵冠楠, 胡丽娟, 徐诗彤, 姚美意, 周邦新

  2026,55(11):2835-2843   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250407

  摘要(35) HTML(9) PDF(2.82 M)( 40)

  摘要：微动磨损是限制重水堆用压力管寿命的主要原因之一。为提高重水堆用Zr-2.5Nb压力管的服役可靠性，采用3种预氧化处理工艺在Zr-2.5Nb合金表面制备了约1 μm厚的预生氧化膜，并研究了其力学性能与显微组织的关系。3种预氧化处理工艺分别为在400 ℃/10.3 MPa除氧过热蒸汽、300 μg/kg溶解氧过热蒸汽以及400 ℃/2 MPa低压蒸汽中氧化24 h。结果表明，Zr-2.5Nb合金由α-Zr和β-Zr双相组成，α-Zr和β-Zr的形貌均呈长条状，β-Zr连续分布在α-Zr晶界处。不同预氧化条件下生成的膜显微结构存在差异：除氧条件下的预生膜中的微裂纹相对较多，其柱状晶尺寸较为短小并且排列杂乱；溶解氧条件下的预生膜最致密，缺陷最少；低压条件下的预生膜厚度最大，孔隙和裂纹相对更多。与原始合金相比，预生膜使合金纳米硬度提高了50%~180%，硬度与弹性模量之比（H/E）提高了56%~81%，磨损率降低了31%~44%，预生膜显著提高了合金表面的硬度和耐磨损性能，使磨损机制由严重的磨粒磨损转变为轻微黏着磨损。其中，溶解氧条件下制得的预生膜最为致密，硬度提升效果最突出，这是因为预生膜的强化作用与其显微形貌密切相关。致密完好的氧化膜不仅硬度更高，且与金属基体结合更牢固，不易在局部受力时剥落或开裂。

• GNP/SiC/Al复合材料的常温及高温磨损行为研究

  毕胜, 胡恺琪, 周波, 谢龙飞, 朱杰, 张海鸿, 安震

  2026,55(11):2844-2853   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250410

  摘要(37) HTML(15) PDF(5.05 M)( 47)

  摘要：采用高能球磨法结合粉末冶金工艺制备了SiC和石墨烯纳米片（GNP）混杂增强铝基（GNP/SiC/Al）复合材料。通过SEM、TEM、拉伸试验机和摩擦试验机等对GNP/SiC/Al复合材料的微观组织、力学和磨损性能进行表征和分析，并与灰铸铁材料（HT250）进行对比。结果表明，SiC与GNP在基体中均匀分散，复合材料的常温及350 ℃下抗拉强度分别达到287和101 MPa。常温磨损中，复合材料耐磨性能低于灰铸铁，2种材料均呈现粘着磨损和磨粒磨损机制。高温磨损中，复合材料耐磨性显著优于灰铸铁。灰铸铁表现为粘着磨损和磨粒磨损机制，而复合材料以粘着磨损为主。SiC与GNP的高温钉扎效应、GNP的自润滑特性以及机械混合层的形成是GNP/SiC/Al复合材料高温耐磨性能优异的主要原因。

• 高速挤压Mg-8Al-0.4Zn-0.9Ca-0.2Gd-0.2Mn合金微观组织与力学性能

  孟帅举, 王孟璐, 陈剑飞, 张建军, 杨贵荣, 毕广利

  2026,55(11):2854-2861   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250420

  摘要(41) HTML(20) PDF(3.04 M)( 38)

  摘要：采用微量Ca、Gd对其进行复合合金化，在Mg-8Al-0.4Zn-0.9Ca-0.2Gd-0.2Mn（AZXVM80100, wt%）微观组织中原位生成大量高熔点Al₂Ca相、Al₂Gd与Al₈Mn₅相。这些高熔点第二相在高速（32.4 m/min）挤压过程中稳定存在，避免了热裂纹的产生，同时显著细化动态再结晶晶粒。高速挤压AZXVM80100合金发生了完全再结晶，表现出典型的基面纤维织构，其平均晶粒尺寸为8.6±1.7 μm。归因于显著的细晶强化作用与以位错滑移为主导的塑性变形机制，挤压态AZXVM80100合金表现出优异的强度与塑性匹配，其屈服强度与延伸率分别达到257.4±4.1 MPa与(14.9±0.8)%。兼具优异挤压加工性能与强韧性能的AZXVM80100合金在制备低成本高强韧挤压镁合金产品方面展现出巨大潜力。

• FGH4097和GH4079镍基高温合金的拉伸变形行为及位错组态研究

  田甜, 刘建涛, 刘明东, 张义文, 张明, 张强, 王艺星, 王旻曦, 赵元号

  2026,55(11):2862-2871   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250403

  摘要(39) HTML(22) PDF(9.80 M)( 39)

  摘要：采用粉末冶金工艺和变形工艺分别制备FGH4097和GH4079合金。结果表明，FGH4097合金的晶粒尺寸较GH4079合金的细小且均匀，前者晶粒度为6.0~6.5级，后者晶粒度为4.5~5.0级；FGH4097合金的γ′强化相尺寸均较GH4079合金粗大，且前者二次γ′相主要呈立方形，平均尺寸约为0.48 μm，而后者二次γ′相主要呈近球形，平均尺寸约为0.14 μm。对比二者拉伸性能可知，在25~750 ℃高温拉伸条件下，FGH4097合金的拉伸强度均较GH4079合金高，且塑性均明显较GH4079合金高，随着温度的升高，二者的拉伸强度和塑性差别越明显。为进一步探索FGH4097合金在不同温度拉伸过程中的高强度和高塑性变形机制，采用TEM分析手段进行拉伸断口微观组织表征。结果表明，FGH4097合金在25~650 ℃拉伸变形条件下，位错组态主要表现为γ通道内的高密度位错塞积，以及位错以超点阵层错和反相畴界形式切割γ′相主导，辅以少量连续层错切割γ′相和γ相。表明在中低温条件下合金的变形主要由位错切割γ′相所控制。随着拉伸温度升高至750~850 ℃，FGH4097合金中位错组态发生显著转变，γ′相和γ基体中大量微孪晶形成并占据主导地位，而连续层错和超点阵层错仅起次要作用。在高温条件下合金的主导变形机制由位错切割转变为微孪晶协同塑性变形机制。GH4079合金在25、650和750 ℃拉伸条件下均可观察到大量的连续层错切割γ′相和γ相，少量超点阵层错切割γ′相，以及少量微孪晶切割γ′相和γ相是其主要变形机制。

• ZTNM钛铝合金高温氧化行为及机制研究

  季显坤, 党宇洋, 冷坤, 王影, 夏智州, 刘少华, 赵春玲, 崔玉友, 张超

  2026,55(11):2872-2882   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250465

  摘要(51) HTML(24) PDF(4.75 M)( 30)

  摘要：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，2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2个温度下氧化速率均达到完全抗氧化级。氧化过程可分为3个阶段：氧化初期生成TiO₂+Al₂O₃膜；中期在膜/基体界面处形成连续TiN/Ti₂AlN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TiO₂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。

• Mo元素对激光粉末床熔融Co-Cr-Fe合金组织与性能的影响

  何亚洲, 侯雅青, 米志杉, 王梓宇, 路勇超, 李小群, 周栋, 苏航

  2026,55(11):2883-2893   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250492

  摘要(76) HTML(17) PDF(11.69 M)( 38)

  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3wt%时，试样具有最佳的磁性能，其矫顽力（）、剩磁（）和最大磁能积分别为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，15Co-25Cr-57Fe-3Mo合金的显微硬度为424HV_0.5。

>评述

• 冷喷涂增材制造钛及钛合金涂层研究进展

  杨蕾, 王云, 赵福才

  2026,55(11):2980-2992   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250468

  摘要(49) HTML(30) PDF(2.78 M)( 37)

  摘要：钛及钛合金因具有密度低、比强度高、耐腐蚀性优异等特点，广泛应用于航空航天和海洋工程等领域。增材制造技术的发展为钛及钛合金复杂构件的制备提供了新途径，冷喷涂作为一种固态增材制造技术，凭借其沉积温度低、喷涂速度快、热影响小等优势而备受关注。本文综述了冷喷涂增材制造钛及钛合金涂层的研究现状，介绍了喷涂粉末特性及其对沉积行为的影响，分析了冷喷涂沉积体的组织与性能特点，总结了原位增强和后处理等强化手段的作用机制与效果，为工艺改进和应用拓展提供参考。

优先出版

• 稀土Y对不同组织状态近α钛合金力学性能的影响

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260071

  摘要(24) 全文(3)

  摘要：对稀土钇(Y)元素含量为0~0.20 wt.%的Ti6321铸锭进行了多道次热轧,并通过不同退火工艺获得了等轴组织(EQ)、双态组织(BM)及魏氏组织(WM)。利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对不同组织状态下合金的显微组织进行了观察,并结合拉伸试验和示波冲击试验,系统研究了Y含量对不同组织状态Ti6321合金显微组织演变及力学性能的影响机制。结果表明：Y对三种组织都起到了显著的细化作用。随着Y含量增加,三种组织的合金基体中均形成了亚微米至微米级且尺寸逐渐增大的Y₂O₃第二相,且在不同组织中的分布特征存在明显差异。等轴组织和双态组织中的Y₂O₃主要分布在α_p、α_p/β_t相界及β_t中,而魏氏组织中的Y₂O₃主要分布在片层α/β相界。同时,发现变形过程中Y₂O₃与Ti6321基体间存在变形不协调性,Y₂O₃作为潜在微裂纹源引入的损伤加剧效应与Y元素引入多种强化效应间存在竞争关系,最终导致等轴组织Ti6321合金的抗拉强度大幅下降,而双态组织的降幅较小。在魏氏组织中,片层α相有效抑制了Y₂O₃引起的裂纹萌生及扩展,使抗拉强度随Y含量变化呈现先升高后降低的趋势。此外,Y的添加显著降低了双态和魏氏组织Ti6321合金的冲击性能,其主要原因在于Y₂O₃削弱了裂纹扩展阶段的能量吸收能力。

• 高氧含量低温钛合金的组织性能和低温变形机理

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260097

  摘要(17) 全文(1)

  摘要：本文研究了不同氧含量低温钛合金棒材的组织性能及低温变形行为，阐明了高氧含量合金的低温（20K）强韧化机制。经750℃退火后，低温钛合金棒材呈等轴态组织，β相弥散分布于等轴αp相颗粒间。950℃退火后，超低氧含量（0.07.wt%）棒材为魏氏组织，中、高氧含量棒材为双态组织。随氧含量升高，棒材的抗拉强度升高，高氧含量（0.16wt.%）棒材20K下最大抗拉强度为1686.42MPa，延伸率为10.96%，室温抗拉强度为838MPa，延伸率为19.0%，高于TA34合金（GJB9583）的性能指标。等轴组织中等轴αp相和弥散分布的β相无取向关系、αp/β相晶界对位错的阻碍成为提高低温强度的关键。高氧含量合金20K下通过柱面和锥面多系滑移的开动及层错、孪晶变形的共同作用保证低温塑性，突破了传统高氧含量对孪晶的抑制作用，硬取向晶粒形成的T型织构、位错在界面的堆积及交互作用保证了高的抗拉强度。

• 舰船及海洋工程用钛合金研究进展

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260103

  摘要(25) 全文(4)

  摘要：随着海洋强国战略的深入推进，钛合金因其低密度、高比强度、优异耐蚀性，在深潜器耐压壳体、海水管路系统展现了良好的减重和耐腐蚀效果，延长装备服役寿命，降低维护保养费用和综合使用成本，在舰船及海洋工程领域展现出重要应用价值。本文首先阐述了舰船及海洋工程对钛合金大型化、高强高韧，耐腐蚀和长时服役性能等的核心要求。随后，重点围绕深潜器耐压壳体、海水管路系统、动力系统等不同服役工况环境，系统介绍Ti80、TC4等典型钛合金的成分、组织、性能及其工程应用研究进展。此外，还着重探讨了钛合金在深海环境下的应力腐蚀行为、蠕变及疲劳等长时力学性能的研究现状。当前，钛合金在真实海洋环境下的长时性能数据仍较为匮乏，且尚未形成统一的评价体系和标准。本文指出了钛合金在海洋领域规模化应用仍存在的制造成本高、深海环境下材料实验数据不足等关键问题与技术挑战，仍需进一步开展系统化研究，以支撑我国海洋重大装备的高质量发展。

• 亲锂且分布均匀的富锂合金制备及其在高倍率金属锂电池应用

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260130

  摘要(19) 全文(2)

  摘要：锂金属电池（LMBs）作为最具前景的下一代储能系统，其实际应用因严重的枝晶问题受阻。制约长循环寿命与高倍率性能的关键因素，在于亲锂位点匮乏及分布不均。本研究报道了一种通过熔融锂与金属反应生成富锂的锂合金，该合金Li9Al4具有强的亲锂性，且在基体均匀分散。这种结构提供了丰富且均匀的亲锂位点，实现锂的均匀沉积/剥离、抑制枝晶的形成。因此，所得对称电池可稳定循环超过1200 h，过电位低至56 mV，所组装全电池在5 C下循环400 次后容量保持率仍达93.2%。该工作为高倍率锂金属电池的开发提供了新的思路。

• 两种新型低铼单晶高温合金的高温氧化行为

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260132

  摘要(24) 全文(4)

  摘要：为满足先进燃气轮机叶片的需求，开发低成本、高性能镍基单晶高温合金已成为一种趋势。本工作对比研究了两种新型低Re单晶高温合金A1、A2与商用DD5合金在1100℃循环氧化100 h的氧化行为。采用静态增重法评价了合金的氧化性，利用XRD、SEM及EDS系统分析了合金的氧化动力学、氧化产物演变及氧化层结构。结果表明：A1合金表面形成了约7 μm厚的连续致密Al2O3层，氧化增重最低（平均氧化速率K''=0.0081 g/(m2·h)），氧化皮剥落量最小（G''=0.28 g/m2），抗氧化性能最优。A2合金因Cr含量不足（6.5%），NiO和尖晶石优先形成并主导氧化路径，形成疏松混合氧化层，内层形成不连续的Al2O3，氧化皮严重剥落（G''=15 g/m2），抗氧化性能最差。DD5合金虽Cr含量（7%）较高，但因没有Hf等元素协同调控，高Re含量（3%）的DD5内层未形成连续Al2O3，并出现内氮化，抗氧化性能介于两者之间。合金元素对不同合金氧化过程的协同作用，使得三种合金具有不同的氧化机制。

• 变形高温合金表面换热系数的系统性测定研究

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260139

  摘要(21) 全文(5)

  摘要：为了准确预测变形高温合金在制造过程的升温与降温过程，实现热应力准确评估与损伤控制，降低能源消耗与生产成本，有必要围绕变形高温合金各类换热情况进行系统性的表面换热系数研究，并确定可靠的表面换热系数供实际工艺设计与模拟计算使用。本文以GH4169合金盘锻件制造过程所涉及的10种典型换热情况为例，采用实验测温与有限元参数优化方法确定了GH4169合金的表面换热系数。研究发现，直接升温过程测定的表面换热系数可以全面地描述合金在不同升温过程中的温度变化规律；炉冷过程可以使用直接升温过程测定的表面换热系数进行描述；保温包套可使得合金具有极低的表面换热系数，并且在较大的温度区间范围保持稳定；采用实验室小试样测定的表面换热系数能够准确描述工业大型铸锭的升降温过程。

• TA33合金保载疲劳裂纹萌生的取向依赖性与微织构效应

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260143

  摘要(13) 全文(2)

  摘要：近α型 TA33合金因具有优异的高温性能以及良好的室温疲劳强度，已成功应用于先进航空发动机整体叶盘。然而，准确理解微观尺度的疲劳裂纹萌生仍是工程领域一大挑战，核心原因在于裂纹萌生过程对微观组织的固有敏感性。因此，针对两种微织构区域（MTR）特征不同的TA33合金，开展了疲劳寿命及保载疲劳敏感性的研究。研究表明，MTR显著增加了保载疲劳敏感性并导致了更大的裂纹萌生面，这与MTR内位错滑移及裂纹传递性密切相关。消除MTR后，no-MTR合金萌生区被限制在2~3个晶粒范围内，裂纹源区面积显著缩小。同时，由于晶粒取向比较分散，多位置形核使合金保载疲劳敏感性降低至2.86。这些萌生特征均与[0001]取向域内的基面滑移密切相关，不仅在低施密特因子（SF）的硬晶粒基面上开裂，在高SF范围内同样存在萌生现象，均表现出显著的“近基面”取向依赖性。

• 时效处理对搅拌摩擦沉积增材稀土镁合金组织及性能的影响

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260144

  摘要(17) 全文(1)

  摘要：采用压力控制的固相摩擦挤压增材设备进行Mg-Gd-Y-Zr(GW83K)稀土镁合金搅拌摩擦沉积增材(additive friction stir deposition，AFSD)工艺试验，探讨时效处理对沉积层微观组织及力学性能的影响。研究表明:在工艺参数250 rpm/min主轴转速及100 mm/min横移速度下获得无宏观缺陷及完全致密的GW83K稀土镁合金沉积试样，与原始棒料比较沉积区具有显著混晶组织特征，沉积层前进侧局部粗晶区平均晶粒尺寸为17.37±7.29 μm，但中部及后退侧大部分区域平均晶粒尺寸显著细化为5.66±2.58 μm和4.36±2.32 ?m。沉积态试样在215℃下时效30小时后，获得均匀细小晶粒组织，硬度由85.8 HV提升至109.5 HV，其屈服强度(YS)和抗拉强度(UTS)最高可达329.5±11.7 MPa、384.25±7.5 MPa，延伸率保持为8.125±0.25%，拉伸试样具有韧-脆混合断裂特征。研究证实时效处理在保留沉积层细小晶粒的基础上，析出细小β"强化相，显著改善了AFSD制备的GW83K稀土镁合金的强塑性协同性能。

• 孔挤压强化对Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金微观组织及疲劳性能的影响

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260146

  摘要(34) 全文(5)

  摘要：为提高航空Ti-4Al-5Mo-5V-6Cr-1Nb钛合金中心孔试样的疲劳性能，采用开缝芯棒对其板材中心孔进行了孔挤压强化实验，分析了孔挤压强化对合金微观组织和疲劳性能的影响，揭示了孔挤压强化的抗疲劳增益效果和微观机制。结果表明，孔挤压强化层由靠近孔边缘的晶粒细化区域和远离孔边缘的变形区域组成，变形程度呈梯度分布。孔壁内侧残余压应力层深度达2000 μm，最大残余压应力达-700 MPa，强化层深度达100 μm，最高硬度值为380 HV0.1，比基体硬度值提高20%。孔挤压强化显著提高合金的疲劳寿命和降低疲劳寿命分散性，中值寿命和平均寿命分别提高2.74倍和2.53倍，变异系数从48.7%降至29.6%。残余压应力场和强化层能有效抑制孔壁内表面疲劳裂纹的产生，使疲劳裂纹萌生从表层转移至亚表层，辉纹更细密，辉纹间距从1.94 μm降低至0.92 μm。

• Cr2O3掺杂UO2-锆合金包壳燃料稳态服役性能研究

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260218

  摘要(6) 全文(2)

  摘要：Cr?O?掺杂UO?芯块可促进晶粒长大，并具有提高裂变气体滞留能力和缓解芯块-包壳相互作用（pellet-cladding interaction，PCI）的潜力。针对燃料棒尺度与晶粒尺度裂变气体行为难以统一描述的问题，本文在燃料性能分析程序BEEs中耦合裂变气体行为程序SCIANTIX：BEEs向积分点处的晶粒尺度模型传递局部温度、燃耗、裂变率和晶粒尺寸，SCIANTIX返回裂变气体释放（fission gas release，FGR）、气体肿胀等状态量并参与燃料棒内压与自由体积计算。采用BR-3反应堆36i8燃料棒终点数据进行验证，耦合模型预测FGR为28.49%，较实验值33.80%低15.7%；预测空腔体积为5.890×10-7 m3，较实验值8.046×10-7 m3低26.8%。由于仅有单棒终点实验值，该结果用于检验量级与变化趋势，尚不足以证明模型具有普遍预测精度。进一步的10～50 μm晶粒尺寸敏感性计算表明，在其余模型和边界条件不变时，晶粒增大可延缓晶内气体向晶界迁移并降低连通释放贡献，但会增加滞留气体肿胀。

• 镁精炼熔剂与固态杂质的结合机制研究

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260148

  摘要(23) 全文(3)

  摘要：针对镁精炼熔剂与固态夹杂之间的作用机制不完全明确的现状，以镁精炼熔剂、MgO粉末、二者混合物、精炼环节产生的炉内底渣为对象，分别采用DSC/TG综合热分析、XRF、XRD、SEM和TEM等手段进行了多尺度表征研究，结果表明：在本研究条件下 1）镁精炼熔剂与MgO等固态夹杂之间的结合机制为“物理结合”，而非化学结合；2）镁精炼熔剂与固态夹杂之间呈现出显著的“核壳包裹”特征：固态夹杂为核，熔剂为壳包裹在外。

• Al-Si(-Cu)系耐热铸造合金组织调控策略的研究进展

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260153

  摘要(18) 全文(3)

  摘要：Al-Si(-Cu)系铸造合金兼具铸造性能、气密性和时效强化潜力，是发动机缸体、缸盖等热端复杂零部件的重要候选材料；但在300~350℃服役条件下，传统θ′、β′等亚稳强化相易粗化、溶解或相变，共晶Si和晶界组织也会退化，导致高温强度和蠕变抗力下降。本文在分析高温软化机制和研究瓶颈的基础上，系统梳理了近年来Al-Si(-Cu)系铸造合金的微观组织调控策略，重点归纳三类强化路径：低扩散过渡族/稀土元素构建热稳定纳米弥散相，相界面偏聚工程稳定θ′、Q′等亚稳析出相，以及晶间金属间化合物和共晶Si构成的刚性互联网络。在此基础上，讨论CALPHAD计算、机器学习、多尺度模拟和增材制造快速凝固技术在耐热组织设计中的作用。本文认为，Al-Si(-Cu)系耐热铸造合金的后续发展应从单一强化相设计转向兼顾高温强度、铸造工艺性、热裂敏感性和长期服役稳定性的多尺度协同调控。

• 位移级联对钼铼单晶固溶体合金力学性能影响的分子动力学模拟研究

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260159

  摘要(17) 全文(4)

  摘要：钼铼合金因其高熔点、优异的高温力学性能和抗辐照特性,被认为是先进核反应堆燃料包壳和堆芯结构材料的重要候选材料。本工作采用分子动力学方法,通过与纯Mo单晶结果对比,系统研究了位移级联不同Re含量(5%和14%)的Mo-Re单晶固溶体合金力学性能的影响规律。研究结果表明,Re含量的增多会使MoRe单晶固溶体合金在拉伸应力下更多滑移系统启动,有效提高其塑性；位移级联则显著降低了Mo-Re单晶固溶体合金的拉伸强度和塑性,其底层的物理机制源于级联引入的缺陷诱发了局部的应力集中和能量变化,导致滑移系统启动的临界应力下降,加速材料屈服并降低单晶固溶体合金的均匀延伸率。本工作的研究结果揭示了位移级联对Mo-Re单晶固溶体合金拉伸力学性能的影响规律及其原子机制,对先进核反应堆材料的设计与选材具有科学参考价值。

• 4H-SiC热辅助纳米切削机理的分子动力学研究

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260160

  摘要(13) 全文(3)

  摘要：4H-SiC因其优异的热导率、高击穿电压和良好的高温稳定性，在功率电子与高频器件等领域具有重要应用。然而，其极高的硬度和较低的断裂韧性导致在纳米尺度切削加工面临亚表面损伤严重、刀具磨损严重等问题。研究表明热辅助加工能显著改善材料的加工性能，调控不同的切削温度有益于促进塑性变形和提高加工效率，因此探究温度对4H-SiC纳米切削过程中材料去除机理的影响具有重要意义。本研究采用分子动力学模拟方法，系统研究了不同切削温度(100-1000?K)下4H-SiC的切削力学行为、表面形貌、亚表面损伤、应力分布及位错演变规律。结果表明：随着切削温度升高，平均切削力显著降低，在1000?K时切向与法向切削力较常温(300?K)分别下降15.4%和29.3%；中高温(500-600?K)切削能有效抑制亚表面损伤、缓解应力集中并减少位错密度；但温度过(≥800?K)则会因位错增殖与缠结加剧而导致损伤加深、应力分布范围扩大。本研究揭示了温度调控下4H-SiC的塑性去除机制与损伤演化规律，为其高效低损伤纳米切削加工提供了理论依据。

• 镁合金焊丝加工研究进展

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260165

  摘要(20) 全文(3)

  摘要：镁合金作为轻量化核心结构材料，在航空航天、汽车、电子及生物医用等领域应用潜力巨大，但塑性成形能力不足、耐蚀性较差等问题制约其工程应用。焊接是复杂构件制造的关键手段，焊丝品质直接决定焊接接头性能。本文系统综述镁合金焊丝研究现状，分析了合金元素的作用机制与协同/拮抗效应，阐明镁合金密排六方结构下的塑性变形规律，梳理热挤压?拉拔、热拉拔、电脉冲及超声辅助等制备工艺的技术特点与应用进展，并指出不足。未来应聚焦专用焊丝开发、先进加工技术及全链条性能优化等发展方向，为高性能镁合金焊丝研发与工程应用提供参考。

• Ti掺杂对铝钼基合金相稳定性影响及其在钛合金中的应用评价

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260191

  摘要(13) 全文(1)

  摘要：钛合金中β稳定元素钼（Mo）通常以AlMo中间合金形式添加，但传统AlMo60合金中存在高熔点、高Mo含量的AlMo3相，易导致钛合金铸锭产生β偏析及硬质夹杂，严重危害构件疲劳性能。本文提出通过Ti掺杂改性AlMo合金，以调控其相组成，降低高熔点富Mo相（AlMo3）的形成风险。采用热力学计算优选AlMoTi合金成分，通过铝热还原法制备AlMo60及AlMo55Ti5合金，利用XRD、SEM、EDS及EBSD等手段表征物相组成与显微组织，并将优选合金应用于TC11钛合金铸锭及棒材的工程化试制。结果表明：Ti掺杂量为5 wt.%时，AlMo55Ti5合金中高熔点AlMo3相完全消失，转变为Al8Mo3及Al6MoTi相，组织均匀性显著提高。将该合金用于3吨级TC11钛合金熔炼，铸锭主成分偏差小、杂质元素可控、无宏观偏析及夹杂缺陷，锻造后棒材力学性能满足且优于标准要求，与使用传统AlMo60的TC11合金性能相当。本研究为高端航空钛合金用中间合金的均质化设计提供了新思路，具有重要的工程应用价值。

• LTCC内电极铜浆组分设计与共烧行为研究进展

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260205

  摘要(23) 全文(1)

  摘要：随着5G/6G通信和高密度电子封装的发展,低温共烧陶瓷(low-temperature co-fired ceramics,LTCC)器件对高频传输、高密度集成和高可靠服役提出了更高要求。内电极浆料是LTCC多层互连结构的关键材料,其组成与共烧行为直接影响电极的导电性能和服役可靠性。与贵金属电极相比,Cu因成本较低、抗电化学迁移能力较强,逐渐成为LTCC内电极体系的重要发展方向,但其易氧化的特性也增加了材料组分设计和共烧调控的难度。本文围绕LTCC内电极材料由Au、Ag向 Cu演进的技术背景,综述了内电极铜浆中有机载体、无机粘结相和导电相的组分设计进展,重点归纳了其在共烧过程中的抗氧化、烧结致密化、共烧匹配和界面结合行为及影响因素,并概述了当前研究中存在的问题及后续的发展方向。

• Ti750s钛合金板材轧制过程中的微观组织与织构演变研究

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260213

  摘要(13) 全文(1)

  摘要：本文选取一种近α的新型高温钛合金Ti750s合金作为实验材料，将板材从11.5 mm多火次轧至1.5 mm，研究轧制变形过程中的微观组织和织构演变过程，研究表明:11.5 mm板材轧态的显微组织保留了明显的变形特征，原始β晶粒被严重拉长，晶粒内部析出大量的片状α相，板材呈现{0001}//TD方向的T型织构，具有较多的60 °和90 °大角度晶界，内部位错密度较低。换向轧至5.2 mm后，组织中出现大量呈扭折状的条状α相，且一致向TD方向倾斜，且T织构消失，出现{0001}//ND方向的B织构，此时α晶粒的{0001}轴均匀分布在极图偏离ND约20°方向上，板材大角度晶界较少，位错密度较大。二次换向轧至1.5 mm后，显微组织主要是变形的条状α晶粒构成，晶粒尺寸较小，且B型织构消失，T型织构重新出现，板材几乎没有大角度晶界，位错密度较大。

• 高熵合金储氢材料：核心效应、吸脱氢行为与应用展望

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260215

  摘要(18) 全文(2)

  摘要：氢能作为一种重要能源，其发展受限于储氢技术的落后。传统储氢材料在储氢容量、吸放氢速度及结构稳定性方面仍有不足。近年来，高熵合金展现出极具前景的储氢性能，但其储氢行为复杂，亟需深入研究。本文探讨了高熵合金的四大核心效应（高熵效应、晶格畸变效应、缓慢扩散效应和鸡尾酒效应）与储氢性能的关联，重点综述储氢动力学与热力学行为，解析微观机制与性能调控策略，探索其潜在应用。研究结果表明：①高熵效应促进单相固溶体形成；晶格畸变效应扩大间隙空间，提升储氢容量；缓慢扩散效应增强材料稳定性；鸡尾酒效应提升综合性能；②JMAK、Chou等动力学模型系统解析材料吸脱氢、扩散及相变等关键步骤，揭示速率控制机制，量化活化能与扩散系数。③基于Van’t Hoff方程，计算吸/脱氢焓变与熵变，阐明储氢平衡行为。高熵合金兼具高容量、快动力学与长循环稳定性等优势，具备良好工程应用前景。最后，对高熵合金储氢材料的发展前景进行展望，助推该类材料的研发与应用。

• (Fe60Mn20Cr10Ni10)95(AlSiC)5中熵合金的室温静动态力学性能研究

  优先出版日期:2026-09-29  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260224

  摘要(10) 全文(1)

  摘要：高熵合金以其独特的合金设计理念和优异的综合力学性能成为材料科学领域广泛研究的热点之一。然而，传统的高熵合金体系往往含有贵重的Co元素且倾向于以等原子比设计，这使得合金的成本大大提升，进而限制了合金的工业化应用。基于此，本文设计开发了无钴的(Fe60Mn20Cr10Ni10)95(AlSiC)5中熵合金，通过适当降低Cr、Ni元素和大幅提升Fe元素的含量，可以有效地降低合金成本；基于经典的热力学判据，微量添加Al、Si和C元素可以显著提升合金基体的固溶强化，同时引入一定的碳化物颗粒强化。结果表明，(Fe60Mn20Cr10Ni10)95(AlSiC)5中熵合金具有简单的面心立方（FCC）晶体结构，其相组成包含有无序的FCC固溶体和有序的M23C6碳化物。基于FCC/M23C6的立方体-立方体取向关系和近似共格的界面特征，(Fe60Mn20Cr10Ni10)95(AlSiC)5中熵合金在准静态下展现出了优异的室温塑性和加工硬化能力，其压缩屈服强度为360±10 MPa，而压缩应变甚至可以达到70%；合金的拉伸屈服强度为365±15 MPa，最大抗拉强度为715±25 MPa，同时还具有约为40%的断后延伸率。在动态加载条件下，合金表现出了明显的正应变率敏感性，其动态屈服强度为910±35 MPa，相比准静态加载约提升了153%。同时仍然表现出了可见的加工硬化行为，且在压缩应变约为40%时，合金没有发生明显的破坏。TEM分析表明，准静态加载下FCC基体内部可见的位错墙和位错胞以及M23C6与位错的交互作用促使合金表现出了优异的强塑性结合；动态条件下，变形孪晶、9R相、堆垛层错和Lomer-Cottrell锁的产生促使合金具备了多重的强韧化机制，这使得该合金在高速冲击下表现出了潜在的抗冲击损伤容限能力。

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