2026年第10期

>钛合金

• 高钛渣自蔓延铝热还原制备钛基合金

  谢伟, 豆志河, 房帅, 李丙奇, 张廷安

  2026,55(10):2421-2428   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250638

  摘要(4) HTML(11) PDF(5.08 M)( 8)

  摘要：研究了不同配铝比对高钛渣铝热还原制备钛基合金的影响。采用高钛渣、铝粉、KClO₃和CaO为原料，通过自蔓延铝热还原法制备出钛基合金。对高钛渣铝热还原过程的热力学和动力学进行了计算。结果显示，高钛渣可通过铝热还原制备钛基合金，其中主要反应为Al还原TiO₂，该反应活化能为274.4 kJ/mol，反应级数为1.04。随着配铝比的增加，钛基合金中Ti元素的质量分数逐渐降低，Al元素的质量分数逐渐上升，同时钛基合金中存在少量Fe、Mn和Si等合金元素。物相分析显示，在低铝配比条件下，主要物相为Ti₃Al；而在高铝配比条件下，主要物相转变为TiAl。化学成分分析结果显示，在配铝量为1.0的实验条件下，制备出的钛基合金成分为51.6wt% Ti、40.6wt% Al、7.6wt% Fe、3.4wt% Mn和1.3wt% Si。微观形貌分析表明，所制备的钛合金由基体相区、富铁相区和富硅相区构成。本研究为高钛渣铝热还原制备钛基合金的高值化利用提供了新的技术路径。

• 采用遗传算法与响应面法改进的TC18合金应变补偿Arrhenius模型

  丁少玲, 吴茗, 史双喜, 安惠, 张勇

  2026,55(10):2429-2441   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250547

  摘要(6) HTML(8) PDF(5.55 M)( 9)

  摘要：热变形行为的准确预测对钛合金锻件的数值模拟与智能制造至关重要。通过Gleeble-3800热模拟试验机，在720~840 ℃温度范围和0.001~1 s^–1应变速率下对TC18合金进行等温压缩试验，研究了其高温变形特性。为精确描述流变行为，逐步构建并对比评估了3种应变补偿Arrhenius本构模型（SCA）：基于线性回归拟合的传统模型（LR-SCA）、遗传算法优化模型（GA-SCA）以及响应面修正模型（RS-SCA）。结果表明，遗传算法优化能有效识别全局最优参数，而响应面修正成功考虑了温度与应变速率的耦合效应。统计评估显示，RS-SCA模型具有最优的预测能力，其相关系数（R）达0.9980，平均绝对相对误差仅为2.16%，相较于LR-SCA模型的7.01%显著降低。通过在DEFORM-3D软件中对所建立的RS-SCA模型进行二次开发，进一步验证了其可靠性——在稳定工艺条件下的有限元模拟结果与实验载荷-位移曲线高度吻合。该稳健的本构模型为TC18合金构件在热机械加工应用中的有限元模拟与工艺优化奠定了坚实的基础。

• 组织形态对高温钛合金Ti650典型力学性能的影响

  周伟, 洪权, 王晓, 辛社伟, 赵圣泽, 侯红苗, 杨海瑛, 闫康

  2026,55(10):2484-2490   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250600

  摘要(5) HTML(7) PDF(5.62 M)( 3)

  摘要：研究了高温钛合金Ti650不同微观结构特征及其对力学性能的影响。结果表明，合金中析出的S2型(Ti, Zr)₆Si₃硅化物与基体之间不存在特定的晶体学取向关系，其形貌与分布强烈依赖于组织类型：在细片层魏氏组织中，细小椭圆形颗粒（20~60 nm）沿α/β界面析出；而在等轴、双态或粗片层魏氏组织结构中，块状硅化物（约200 nm）则在α晶粒内部形成。室温拉伸试验表明，等轴和双态组织实现了最佳的强度-塑性匹配（抗拉强度约1100 MPa，延伸率约13%）。细片层结构在650 ℃、100 MPa条件下表现出优异的抗蠕变性能，其稳态蠕变速率比等轴结构低近一个数量级。进一步的机理分析表明，在等轴组织中，位错可通过绕过机制穿越晶内粗大硅化物，导致蠕变过程持续进行；而在片层组织中，均匀分布于片层内及相界的细小球状硅化物与片层结构形成协同强化效应，显著提升位错运动能垒，因此该组织抗蠕变性能优异。

• 钛合金氧化钇陶瓷铸型凝胶注模成形缺陷模拟与控制

  李帅, 宁帅, 纪志军, 刘岩, 张维涛, 丁贤飞, 南海, 黄魁东, 范学领, 鲁中良, 李涤尘

  2026,55(10):2522-2532   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250299

  摘要(4) HTML(5) PDF(5.35 M)( 7)

  摘要：针对钛合金闭式叶轮一体化氧化钇（Y₂O₃）陶瓷铸型凝胶注模过程中气泡滞留缺陷导致金属铸件瘤状凸起的问题，构建Carreau非牛顿粘度模型和体积分数法（volume of fluid，VOF）两相瞬态充型的预测与调控框架，通过实验流变数据拟合获得氧化钇浆料 Carreau模型（相对误差 <5%），并复现充型过程气泡生成和滞留的时空演化，模拟得到的滞留位置与陶瓷铸型计算机断层扫描（computed tomography，CT）空洞及钛合金铸件CT瘤状凸起在叶轮/底部区域呈高度空间对应。结果表明：适中充型速度0.05 m/s可显著降低滞留体积；底注式充型结构可基本消除叶轮区滞留；在此基础上施加水平振动（50 Hz，1 mm）后气泡滞留完全消除。基于模拟优化制备的陶瓷铸型经扫描验证，叶轮内部气泡滞留消除。本研究为复杂钛合金构件的凝胶注模铸型提供了缺陷预测与主动调控的理论框架。

• 表面纳米梯度对热轧态Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V合金组织与性能的影响

  张凌峰, 王倩倩, 于华, 熊毅, 江涛, 张镜

  2026,55(10):2533-2543   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250317

  摘要(5) HTML(7) PDF(12.56 M)( 1)

  摘要：为解决钛合金结构件表面腐蚀疲劳造成的失效问题，延长钛合金材料作为飞机结构件的使用寿命，采用超音速微粒轰击（supersonic fine particle bombardment，SFPB）技术对热轧态Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V（TA15）合金进行不同时间的冲击，在试样表层构筑梯度纳米结构，借助各种仪器设备研究不同时间处理对显微组织、微观形貌及力学性能的影响。在SFPB处理时间为60 s时，热轧态组织的表层平均纳米晶粒尺寸最小，为30.4 nm。处理后试样表面粗糙度相较于原始试样有所增加，时间为60 s时，表面粗糙度最小，而更长时间的冲击会导致试样表面产生微裂纹。SFPB处理在试样表面引入高幅的残余压应力，试样显微硬度明显提升。SFPB处理后试样的强度提高，延伸率略微下降后趋于稳定。在处理时间为60 s时，可以得到最佳的强-塑性综合匹配。SFPB处理后试样的腐蚀疲劳寿命相较于未处理试样提升了12.7倍。SFPB处理能够在TA15钛合金近表面获得梯度纳米层，显著提高TA15钛合金拉伸性能和腐蚀疲劳寿命。

• TA15合金电致动态球化动力学

  严思梁, 刘子龙, 李俊辉, 孟淼, 黄亮

  2026,55(10):2544-2552   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250314

  摘要(4) HTML(7) PDF(7.69 M)( 2)

  摘要：开展了脉冲电流辅助压缩试验，结合金相组织定量分析，对TA15钛合金片层组织的动态球化行为、规律、机制以及球化动力学曲线和模型进行了深入研究。结果表明，电流密度的增大将进一步加剧流动软化现象，球化率随着电流密度的增大和变形量的增大而提高。基于Avrami方程建立了TA15合金电致动态球化动力学模型，模型预测动态球化临界应变ε_c和完成动态球化应变ε_f的范围在0.090~0.187和5.02~6.31，且都随电流密度的增大而减小。球化动力学速率随着应变和电流密度的增大先增大后减小。此外，电流密度越大，球化动力学速率峰值越大，峰值对应的应变越小。

• Ti-1023合金工业规格铸锭凝固组织的数值模拟

  王阳阳, 刘向宏, 王庆, 吴江涛, 夏勇, 赵小花, 付杰

  2026,55(10):2573-2578   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250361

  摘要(4) HTML(8) PDF(3.81 M)( 3)

  摘要：采用有限体积法建立数值模型，将模拟得到的温度场、流场与实际铸锭的凝固组织建立对应关系，研究了工业化大规格Ti-1023合金铸锭的晶粒生长方向及晶粒形态转变。结果表明：通过温度梯度分量和，预测的铸锭底部及边部柱状晶的晶粒生长方向（角度）与实际组织的重合度达到90%以上；绘制了温度梯度-凝固速率（G-R）图形，等轴晶与柱状晶间有较为明显的分界线，且不同熔炼工艺下，柱状晶-等轴晶转变的临界参数值G*存在差异。

• 稀土Y对含锰β凝固γ-TiAl合金高温氧化行为影响

  左怀超, 郝俊杰, 薛鹏, 陈波, 王建军, 李小兵, 刘奎

  2026,55(10):2590-2598   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250377

  摘要(4) HTML(6) PDF(11.05 M)( 6)

  摘要：以低成本、易变形Ti44Al3Mn0.4W0.4Mo0.1B0.1C（TMMW）合金为研究对象，分析微量稀土元素Y对TMMW合金800 ℃高温抗氧化能力的影响。采用EPMA、XRD和TEM等分析手段对合金显微组织和氧化膜进行了系统表征，同时分析了Y对合金高温抗氧化性影响的内在机理。结果表明，微量Y添加会对合金显微组织产生一定影响，采用相同热处理制度后，无Y合金主要由γ、α₂、β_o三相组成，而含Y合金不仅含有γ、α₂、β_o相，在片层边界和内部另外析出YAl₂相和较少的Y₂O₃。循环氧化动力学实验表明，两种合金表面氧化膜结构均为TiO₂/Al₂O₃/TiO₂+Al₂O₃ 3层复合结构，过渡层主要为TiMn₂-Laves和少量富含Mo和W元素的β_o相。0.3at%Y的加入可以减少TMMW合金氧化增重并提高氧化皮的抗剥落能力，同时明显减少过渡层中β_o相含量。

• 高强韧TC4-0.55Fe钛合金低温冲击韧性及断裂机理

  王德龙, 何苗霞, 高文硕, 郭雨萌, 董月成, Alexandrov Igor V.

  2026,55(10):2608-2620   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250391

  摘要(7) HTML(6) PDF(18.93 M)( 6)

  摘要：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，本研究采用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 ℃范围内的冲击性能及断裂机制。结果表明：TC4-0.55Fe钛合金在20 ℃下的低温韧性达到66.8 J/cm²。随着温度降低至–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46.8 J/cm²，当温度降至–196 ℃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 ℃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α_s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。

>高温合金

• 碳含量对一种变形镍基高温合金组织性能的影响

  刘文丽, 赵霞, 侯坤磊, 王一飞, 王平, 马颖澈, 郝宪朝, 欧美琼

  2026,55(10):2463-2475   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250507

  摘要(4) HTML(6) PDF(13.48 M)( 7)

  摘要：碳（C）作为镍基高温合金中重要的微量元素，其含量的微小变化对合金力学性能具有显著影响。考察了C含量对新型镍基高温合金GH4750显微组织与力学性能的作用规律。结果表明：随着C含量从0.024wt%提升至0.042wt%进而增至0.082wt%，碳化物的含量和平均尺寸增加，并且碳化物钉扎晶界，使晶粒尺寸从约35 μm降低到约31 μm，再降低到约22 μm。室温和750 ℃的抗拉伸强度随C含量增加呈现先升高后降低的趋势，而延伸率则表现出相反的变化规律。抗拉伸性能的差异与碳化物的特征密切相关：适量增加碳化物一方面能抑制微孔洞的形成与连接，另一方面能钉扎晶界，阻碍高温下晶界的滑移变形，但过量的碳化物则可能成为裂纹源，恶化性能。750 ℃/320 MPa蠕变寿命随C含量的增加单调降低，这归因于较大的晶粒尺寸更有利于提升合金的抗蠕变性能。综合考量，确定该新型镍基高温合金GH4750的最佳碳含量为0.042wt%。

• 基于联合注意力机制的GH4169合金晶粒分割算法研究

  邓博文, 李科, 张馨元, 赵燕茹, 史蒲英, 王虎, 高慧贤, 杨超

  2026,55(10):2565-2572   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250360

  摘要(5) HTML(5) PDF(3.48 M)( 2)

  摘要：针对高温合金晶粒形貌复杂、尺寸差异大、边界模糊且晶粒紧密连接导致分割难题，本研究提出一种融合通道与空间信息的联合抑制注意力机制的晶粒度分割网络。该网络结合Swin Transformer的全局建模与深度卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）的局部细节恢复能力，并在解码器中引入融合通道与空间信息的联合抑制注意力机制，有效抑制噪声和纹理干扰，提升特征筛选与泛化能力，同时强化浅层与深层特征融合，显著改善晶粒边界连贯性。结果表明，所提算法在自制金相组织数据集上IoU、F1-score分别可达到67.34%和78.62%，各项指标均优于主流高温合金中的晶粒分割算法。

• 燃机叶片组织与性能退化规律及恢复工艺研究

  孙浩华, 张建庭, 崔金艳, 肖磊, 郭建政

  2026,55(10):2579-2589   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250376

  摘要(11) HTML(0) PDF(16.37 M)( 7)

  摘要：研究了服役后GTD111 DS叶片显微组织和力学性能退化行为，并采用热等静压+固溶+两次时效的热处理工艺恢复。结果表明：服役后，叶尖至叶根显微疏松与孔洞增多，MC相退化为M₂₃C₆相和η相，二次γ′相球化和筏化，三次γ′相部分回熔。叶片显微组织退化规律为：叶尖＞叶身＞叶根＞榫头，同截面上排气边＞进气边＞叶背＞叶盆。组织退化导致25与980 ℃抗拉强度、980 ℃/220 MPa持久性能从榫头至叶尖逐步降低。经恢复热处理，叶尖显微组织与性能得到明显改善，叶尖显微疏松占比降低，碳化物部分恢复，二次与三次γ′相分别减小至0.5 μm和59 nm；叶尖室温抗拉强度由810 MPa增至1122 MPa，980 ℃抗拉强度由388 MPa增至468 MPa，980 ℃/220 MPa持久寿命由1.95 h增至11.31 h，各项力学性能均高于同状态榫头区域。

• Co和C对一种新型抗热腐蚀镍基单晶高温合金微观组织及时效稳定性的影响

  王嘉宇, 刘恩泽, 谭政, 佟健, 刘伟华, 李海英, 信昕, 贾丹, 柳一川, 涂赣峰, 肖发新, 孙树臣, 毛成荣, 宁礼奎

  2026,55(10):2599-2607   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250379

  摘要(4) HTML(7) PDF(7.52 M)( 3)

  摘要：研究了Co和C对一种新型抗热腐蚀镍基单晶高温合金的微观组织特征和1000 ℃长期时效过程中组织稳定性的影响机制。采用定向凝固制备4种不同Co和C含量的单晶合金，并结合显微组织观察（SEM）、成分表征（EDS、EPMA）、结构表征（TEM）等手段进行分析。研究发现，C元素通过形成MC型碳化物（如TaC）抑制固溶微孔，并减少γ/γ′共晶体积；Co提高基体固溶度，显著抑制Re、W、Ta、Al的偏析，但碳化物阻碍其均匀化效率；Co降低γ′相溶解温度及尺寸，而C具有相反的作用，并且热处理过程中碳化物扩散，释放部分γ′相形成元素并导致γ′相粗化。在长期时效过程中，γ′相粗化符合LSW定律，Co和C均减小γ/γ′错配度的绝对值，提高了有效扩散系数；Co降低了γ′相粗化速率，C提高了γ′相粗化速率，相同C含量时错配度主导粗化，相同Co含量时则由有效扩散系数主导；用3种方法预测了拓扑密排相（TCP）的析出并与实测值对比，结果显示Co促进TCP相的析出，而C通过消耗Mo和W等元素形成的碳化物，间接抑制TCP相的析出。

>材料科学

• 连续热能输入条件下铝基碳包覆纳米核壳复合颗粒的分子动力学模拟

  刘洪波, 李奥杰, 马文江, 陈章华, 刘一

  2026,55(10):2442-2449   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250491

  摘要(5) HTML(4) PDF(3.60 M)( 3)

  摘要：纳米铝粉（ANP）是典型金属燃料推进剂，通过在ANP表面形成碳包覆层，构建出一种新型纳米核壳复合颗粒。在作为金属基推进剂燃料的应用中，这种纳米核壳复合颗粒在点火和燃烧前会快速吸收热能，从而实现点火和燃烧。采用分子动力学模拟揭示纳米复合颗粒在加热过程中的组织演化机制，并分析核壳界面的迁移过程。结果表明，粒径8 nm的碳包覆ANP复合颗粒的临界温度（材料从固态转变为液态的温度）约为 1050 K。纳米复合颗粒的原子间势能低于铝芯。因此，在热能注入下，初始的非晶相转变为液相，随后液相从表面向核心扩散。较低的原子间势能导致非晶相较早转变为液相。此外，核壳比是影响临界熔点的主要因素。核壳比越高，即碳涂层越薄，熔点越低。因此有效控制该参数是决定点火效能的重要因素。

• Ag/ZnO/La₂Sn₂O₇复合材料在N₂、CO₂及其与c-C₄F₈混合物中的电弧侵蚀行为及机理

  包梦婷, 郭轲, 姜云, 王炳棠, 刘铸汉, 凤仪

  2026,55(10):2450-2462   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250462

  摘要(6) HTML(6) PDF(16.75 M)( 1)

  摘要：通过化学共沉淀法合成了La₂Sn₂O₇粉末，并通过热压烧结法制备了Ag/ZnO/La₂Sn₂O₇复合材料。研究了复合材料在7 kV恒定电压下在CO₂、N₂、CO₂/c-C₄F₈和N₂/c-C₄F₈混合气体中的电弧烧蚀行为和机理。实验结果表明，不同大气压下电弧击穿电流差异非常小，而混合气体中的烧蚀面积、电弧能量和电弧持续时间明显小于CO₂和N₂。随着c-C₄F₈含量的增加，混合气体中的击穿强度逐渐增加，且均高于CO₂和N₂中的击穿强度。电弧光学图像表明，混合气体中的电弧体积明显小于CO₂和N₂单一气体中的电弧体积，且随着c-C₄F₈含量的增加，电弧体积逐渐减小。烧蚀形貌分析表明，CO₂和N₂电弧烧蚀后复合材料中存在较多的孔隙、飞溅颗粒和裂纹。在混合气体中，N₂/c-C₄F₈（80/20）混合气体的烧蚀面积最小，颗粒和孔隙明显减少。在N₂/c-C₄F₈混合物中观察到的低电弧能量显著降低了电弧体积和烧蚀面积。X射线光电子能谱显示La₂Sn₂O₇部分分解为La₂O₃和SnO₂，而在含有c-C₄F₈的混合气体的烧蚀表面上检测出AgF和CF_x的存在。

• 超声处理提高铸态 Mg-12Gd-0.5Zr 合金微观组织和力学性能

  钟浩, 董雄博, 杨伟, 王雪怡, 马志军, 杨忠

  2026,55(10):2476-2483   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250556

  摘要(4) HTML(4) PDF(6.25 M)( 1)

  摘要：探讨了超声处理对铸造Mg-12Gd-0.5Zr合金微观组织和拉伸性能的影响。结果表明，超声处理可显著细化α-Mg晶粒组织，在1500 W功率下晶粒细化效果最佳。这种晶粒细化效果归因于超声场空化效应与声流效应的协同作用，从而促进异质形核。此外，超声处理在改善Mg₅Gd第二相空间分布均匀性的基础上，有效控制了其析出尺寸并减少了析出数量。超声处理后，合金中Gd元素在α-Mg基体中的固溶度显著提高，这主要得益于声流效应对元素偏析的抑制作用。相应地，经过超声处理的合金在室温条件下表现出更优异的综合力学性能，其抗拉强度、屈服强度和伸长率均得到同步提升，这些性能改善主要归因于显微组织的细化以及基体中Gd固溶度的提高。

• AZ91镁合金等应变速率反向挤压新工艺

  张鹏涛, 成小乐, 任玺君, 张敏, 边承浩, 孙戬, 赵小惠, 苏振华

  2026,55(10):2491-2500   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250389

  摘要(7) HTML(5) PDF(4.77 M)( 2)

  摘要：针对AZ91镁合金室温延展性差和各向异性显著的问题，提出一种通过协同调控模具曲率和应变速率来提升变形均匀性的恒应变速率反挤压（CSR-BE）工艺。该方法结合轴对称滑移线理论和体积恒定原理建立模具型面方程，实现全流程应变速率精确控制。DEFORM-3D模拟表明，相较于传统反挤压，CSR-BE工艺使挤压力降低9.3%，并显著改善变形均匀性：出口区流速方差降低99.96%，应力场差异下降85.2%，温度分布波动减少81.6%。机理分析表明，优化模具结构使材料流动模式从径向剪切主导转变为轴向拉伸主导，滑移线取向角从入口处的36.27°线性递减至出口处的11.3°。梯度化静水压力分布有效缓解局部应力集中，同时消除摩擦死区并抑制应变速率波动。基于理论基础的应力与流速定量计算证实，该方法解决了传统工艺的微观组织异质性问题。CSR-BE工艺建立了具有理论依据的镁合金棒材高效制备策略，通过协同增效的工艺控制和微观调控优势，在提升各向同性的同时展现出工业化应用潜力。

• 电子封装用针翅式金刚石/铜板材制备与水冷验证

  曹文鑫, 韩凯, 叶之杰, 赵坤龙, 苏振华, 姚泰, 王建东, 赵继文, 朱嘉琦, 韩杰才

  2026,55(10):2501-2510   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250285

  摘要(12) HTML(7) PDF(6.48 M)( 7)

  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。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。

• 热处理参数对2195铝锂合金组织和性能影响

  贾向东, 张洪耀, 镐昆明, 胡岗, 陆伟

  2026,55(10):2511-2521   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250630

  摘要(11) HTML(0) PDF(6.93 M)( 7)

  摘要：将正交试验与极差分析结合，系统探究了不同固溶与时效参数对2195铝锂合金强韧化行为的影响机制，阐明了热处理制度对合金宏观力学性能与微观组织的调控规律。结果表明：在固溶处理时，2195铝锂合金对固溶温度的敏感性显著高于固溶时间，在制定固溶工艺时，应优先确定适宜的固溶温度，再基于该温度优化相应的保温时间。在时效处理阶段，2195铝锂合金的强化效应主要由T₁相主导，其析出行为受时效温度与时间的严格调控。在自然时效（欠时效状态）下，析出相以δ′相为主，强化作用较为有限；峰值时效阶段，T₁相呈现细小、弥散且高密度的分布特征，此时合金强度达到最高；进入过时效阶段后，因T₁相与δ′相发生粗化，合金强度出现下降。因此，通过精确调控时效工艺参数，可有效控制强化相的类型、尺寸及分布，进而优化2195铝锂合金的综合力学性能，满足其成形工艺与构件强度要求。

• Y₂O₃添加量对17-4PH钢表面Stellite 6+Y₂O₃激光熔覆层组织与性能的影响

  尚晓峰, 朱庆勇, 贾晔, 贺晨, 赵宇辉, 赵吉宾

  2026,55(10):2553-2564   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250356

  摘要(10) HTML(0) PDF(17.44 M)( 0)

  摘要：通过激光熔覆技术在17-4PH钢表面制备了不同Y₂O₃添加量（0wt%、0.3wt%、0.6wt%和0.9wt%）的耐磨、耐腐蚀钴基Stellite 6熔覆层。研究Y₂O₃添加量对熔覆Stellite 6试样的微观组织、显微硬度、耐磨损与耐腐蚀性能的影响规律。结果表明：Y₂O₃的添加使晶粒结构由粗壮的柱状晶转变成细小均匀的等轴晶，添加0.6wt%Y₂O₃的试样平均晶粒尺寸为54.6 μm，与未添加Y₂O₃的试样相比，最大晶粒尺寸细化了66.0%。此外，Y₂O₃颗粒集中分散在Stellite 6合金试样的枝晶间区域，在枝晶颗粒前形成一层粒子层，并抑制颗粒的运动和溶质原子的扩散。0.6wt%Y₂O₃添加的试样具有最高的显微硬度值，平均显微硬度为532 HV，并且由于Y₂O₃颗粒之间的晶粒尺寸和距离最小，表现出最佳的耐磨损和耐腐蚀能力，与未添加Y₂O₃的试样相比，显微硬度增加22.6%，磨损率降低72.2%，腐蚀电位提高了25.6%，腐蚀电流降低了39.8%。

• (La_0.5Ba_0.5)B₆-VB₂阴极材料的微观结构及热电子发射性能

  杨新宇, 王子炫, 李梓萌, 程和法, 赵威, 王衍, 罗时峰, 韩翠柳, 张久兴

  2026,55(10):2621-2628   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250342

  摘要(10) HTML(0) PDF(5.71 M)( 2)

  摘要：六硼化镧（LaB₆）是优异的热阴极高温陶瓷材料，然而脆性较高导致难以加工，限制了其进一步的工程化应用。为改善材料的力学性能同时保证其热发射水平，本研究将低功函数的BaB₆和高弹性模量的VB₂加入到LaB₆中，利用放电等离子烧结技术，在1900 ℃-40 MPa-5 min的工艺条件下，获得了致密度为98.57%且基体为单相固溶体的(La_0.5Ba_0.5)B₆-VB₂复合材料。随着烧结温度从1500 ℃升高到1900 ℃，复合材料的平均晶粒尺度从(2.68±1.44) μm增加到(7.21±1.37) μm、维氏硬度从(16.57±0.88) GPa升高到(24.89±1.26) GPa、断裂韧性从(1.95±0.16) MPa·m^1/2提高到(3.81±0.28) MPa·m^1/2、最高抗弯强度达到376.32 MPa，裂纹偏转和裂纹分叉是复合材料的主要增韧机制；(La_0.5Ba_0.5)B₆-VB₂复合材料最高热电子发射电流密度为7.56 A/cm²、最小功函数为2.97 eV。

• 机器学习辅助设计穿甲用TiZr系高熵合金的可解释模型

  罗浩, 刘天宇, 魏华男, 高兴勇, 范飞高, 翟安琪, 刘卓

  2026,55(10):2629-2638   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250385

  摘要(4) HTML(7) PDF(2.39 M)( 2)

  摘要：兼具高硬度、抗压强度及高温相稳定性的TiZr系高熵合金，因其在穿甲战斗部中的潜在应用价值受到广泛关注。本研究引入机器学习方法辅助开展高熵合金成分设计，探索成分与性能之间的复杂关系，提升合金设计效率。考虑到穿甲作用对合金材料硬度的高要求，搭建了包含组元摩尔分数和5项关键描述符在内的15维特征数据集，集成157组合金硬度数据，采用8种典型机器学习模型（随机森林、K近邻、支持向量机等）进行训练，经网格搜索超参数优化及交叉验证，筛选出精度最优的预测模型，并利用可解释性框架（Shapley additive explanations，SHAP）揭示特征贡献机制。结果表明，XGBoost（extreme gradient boosting）模型预测质量最高，决定系数R²达到0.73，平均绝对百分比误差为14.0%，混合焓（）、Nb元素含量、原子尺寸失配（）是影响合金硬度的最主要因素，硬度调控需协同热力学稳定性、电子结构与几何尺寸3要素，特征间补偿效应是性能优化的关键，该方法为穿甲用TiZr系高熵合金提供了成分设计新范式，验证了机器学习在高效毁伤领域的巨大工程价值。

>评述

• 金属材料的室温不连续屈服行为研究现状

  范玉容, 薛祥义, 赖敏杰, 李金山, 罗婷

  2026,55(10):2639-2651   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250297

  摘要(8) HTML(7) PDF(5.24 M)( 7)

  摘要：金属材料在室温变形过程中的不连续屈服现象是影响其力学性能和应用安全性的关键科学问题。本文系统综述了近年来该领域的研究进展，重点围绕不连续屈服的特征表现、影响因素及相关机制展开讨论。不连续屈服在应力-应变曲线上主要表现为屈服下降和屈服平台的特征。研究表明，合金成分、再结晶程度、晶粒尺寸与形貌、相组成及其稳定性等微观组织特征是影响不连续屈服的主要因素，这些因素通过调控位错运动机制和变形机制来影响材料的屈服行为。此外，还探讨了不连续屈服与金属材料室温变形机制、加工硬化行为之间的内在联系。基于现有研究，指出未来研究应重点关注微观组织调控、成分优化、变形机制以及变形本构模型建立等方面，为深入理解不连续屈服现象的本质和优化材料性能提供理论基础。

• 激光熔覆WC-Co涂层及耐磨性研究进展

  屈可朋, 赵明月, 王楠, 翟棋勋, 陈永楠, 赵永庆

  2026,55(10):2652-2664   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250348

  摘要(4) HTML(4) PDF(11.92 M)( 5)

  摘要：激光熔覆因其冶金结合好、热影响区窄等优势被广泛应用于钛合金等金属的表面强化。在各种强化材料中以WC为超硬陶瓷相，通过与Co的协同作用，能有效提升熔覆层的硬度和耐磨性。然而研究发现激光功率对熔覆层质量有显著影响，功率过高时WC颗粒过度溶解，容易萌生裂纹和气孔，功率过低时容易产生未熔颗粒和孔隙等缺陷。本文重点综述了激光功率对涂层中WC晶粒尺寸及生长机制的影响规律，总结了涂层的耐磨机制；同时分析了当前制备WC-Co涂层存在的主要局限性及相应的改善措施，最后对存在的问题及未来发展趋势进行了展望。

• 激光定向能量沉积（L-DED）技术修复镍基高温合金的研究现状

  王清正, 肖俊峰, 林鑫, 唐文书, 高松, 刘全明, 柴皓智

  2026,55(10):2665-2686   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250302

  摘要(11) HTML(0) PDF(6.15 M)( 7)

  摘要：镍基高温合金因其在高温环境下优异的力学性能和抗氧化性能，广泛应用于航空发动机和燃气轮机等高端装备的关键热端部件。基于同步送粉的激光定向能量沉积（laser directed energy deposition，L-DED）技术作为一种先进的制造方法，以其无模快速近净成形、能量输入可控、热影响区小和熔覆层组织细密的特点在复杂零件的修复领域展现出了巨大的潜力。然而，在L-DED修复过程中，镍基高温合金由于经历复杂的快速熔凝和往复热循环过程，呈现出独特的显微组织，并且容易产生气孔、裂纹、杂晶、组织退化等典型的冶金缺陷，会对其力学性能产生显著的影响。本文系统总结了镍基高温合金在L-DED修复过程中的典型缺陷及其控制方法、显微组织演化特征，并对比了L-DED直接成形与修复后镍基高温合金的重要力学性能，包括室温拉伸性能、高温持久性能和疲劳性能。此外，本文结合现有理论模型梳理了缺陷形成机制与显微组织演化机制，明确了当前研究中的技术难点和不足，为L-DED修复与再制造镍基高温合金的工艺优化、组织调控和性能提升提供了理论依据并指明了研究方向。

• 激光增材制造GH3536高温合金研究进展

  郝铭淞, 周林, 王冠, 王凯, 梁静静, 李金国

  2026,55(10):2687-2712   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250386

  摘要(11) HTML(0) PDF(20.35 M)( 1)

  摘要：激光增材制造作为一种先进的数字化成形技术，广泛应用于高温合金制备研究中。GH3536作为一种固溶强化型镍基高温合金，由于其优异的力学性能，适用于制备航空发动机燃烧室的部件。综述了激光增材制造GH3536合金的冶金缺陷控制、微观结构调控及力学性能强化机制。分析了激光增材制造GH3536合金研究现状及进展，并且对其拉伸和蠕变性能的影响机制等的研究进行了展望。期望对激光增材制造GH3536合金的研究和发展提供参考。

优先出版

• 超高强钛合金在β单相区热变形过程中的再结晶和织构演变

  优先出版日期:2026-08-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260061

  摘要(67) 全文(32)

  摘要：本文通过等温热压缩实验结合EBSD技术，研究了超高强度钛合金在β单相区热变形过程中的再结晶行为和织构演变规律。结果表明:随着应变增加，晶粒由等轴状逐渐拉长，几何必需位错密度显著上升，并在晶界附近聚集，为再结晶提供形核驱动力。动态再结晶以连续动态再结晶（CDRX）为主，通过亚晶旋转、合并及晶界迁移沿晶界与晶内形核生长。而不连续动态再结晶（DDRX）仅在三叉晶界发生，随应变增加逐渐沿晶界长大。低应变阶段取向分散，滑移以{110}<111>为主，高应变阶段形成强烈的<001>与<111>双丝织构，{112}<111>滑移系激活程度显著增强，与CDRX过程协同演化。通过调控变形量可有效优化再结晶程度与织构类型，为该合金热加工工艺的制定提供理论依据。

• 基于仿真与实验耦合的高强铝合金轮毂精密热锻工艺优化

  优先出版日期:2026-08-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260162

  摘要(54) 全文(32)

  摘要：针对传统铸造轮毂易产生成形缺陷以及现代车辆对节能减排的高需求,设计了两阶段精密热锻成形工艺用于制备高强轻量化7050铝合金轮毂。通过等温热压缩试验探究7050铝合金锻材的热变形行为,基于Deform-3D软件建立预锻、终锻有限元分析模型,对热锻成形过程开展数值模拟,分析各物理场的分布特征。采用响应面法构建二阶回归模型,以降低锻造载荷、减小锻件损伤为多目标,对工件始锻温度、模锻速度及摩擦系数等关键工艺参数进行优化。优化结果表明,预锻和终锻峰值载荷分别降低了22.46%和13.26%,锻件最大损伤区域明显缩减,整体损伤水平显著降低。依据最优工艺参数进行锻造成形试验,锻件成形质量优良,综合性能均符合生产技术要求。

• 激光选区熔化成形Ti基金刚石复材力学及生物性能研究

  优先出版日期:2026-08-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260174

  摘要(58) 全文(32)

  摘要：针对激光增材制造制备医用钛合金（Ti6Al4V）多孔结构在临床应用中缺乏抗菌活性等问题，本研究采用激光选区熔化成形（Selective Laser Melting, SLM）技术制备Ti基金刚石复合材料，并系统开展了生物与力学性能研究。研究结果表明，参数为激光功率200 W、扫描速度1200 mm/s、扫描间距0.12 mm，制备出表面质量良好、金刚石分布均匀的Ti基金刚石复合材料及其多孔点阵结构；生物性能测试结果显示，通过采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌开展的抗菌性能实验，以及采用小鼠胚胎成骨细胞前体细胞进行的体外相容性实验，证实了所提出方法制备的样品表面具备优良的抗菌性能与高度的生物相容性；力学性能测试表明，孔隙率为50%、60%、70%的多孔点阵结构抗压强度和弹性模量依次为119.69±8.00 MPa与3.09±0.07 GPa、59.48±0.81 MPa与1.84±0.06 GPa、12.84±0.72 MPa与0.68±0.03 GPa。孔隙率为50%和60%的多孔点阵结构的压缩形变机制为沿45°斜面断裂失效，而孔隙率为70%的多孔点阵结构的压缩形变机制为逐层发生断裂而失效。建立了孔隙率与力学性能的Gibson-Ashby数学关系模型，与人体骨骼力学性能具有高度匹配性。

• 镍基高温合金CM247LC水蒸气氧化行为研究

  优先出版日期:2026-07-14  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260141

  摘要(109) 全文(80)

  摘要：系统研究了镍基高温合金CM247LC在1100 ℃、不同水蒸气含量下氧化2 h的行为。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和热力学计算对氧化膜的表面和截面形貌、物相组成及形成机理进行了分析。结果表明：水蒸气显著加速CM247LC合金的氧化,水蒸气含量增加导致氧化增重加剧,氧化膜厚度逐渐增加。表面氧化膜从细小均匀的氧化物颗粒演变为粗大颗粒,并逐渐团聚成氧化膜。氧化膜呈现多层结构,主要由NiO、Cr₂O₃、HfO₂、TiTaO₄、CoCr₂O₄和富Al氧化物组成,其形成顺序与各氧化物生成的吉布斯自由能顺序一致。水蒸气促进了氧化物的生长,并引发氧化膜剥落,从而降低合金的抗氧化性能。

• 高氮钢/氧化铝陶瓷异质钎焊界面组织与力学性能分析

  优先出版日期:2026-07-14  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260169

  摘要(100) 全文(82)

  摘要：为实现热电器件领域高氮钢热沉基板与氧化铝陶瓷异质接头的可靠连接，采用AgCuTi钎料对P580高氮钢与氧化铝陶瓷进行真空钎焊，系统分析钎焊温度对接头界面组织与力学性能的影响规律。研究表明，在910 ℃、10 min工艺下获得最佳接头，接头剪切强度最高达53.74 MPa，其界面结构为Al2O3/Cu3Ti3O/Ag(s,s)+Cu(s,s)+TiCu/TiN/高氮钢，陶瓷侧形成连续致密的Cu3Ti3O反应层，高氮钢侧生成TiN化合物。此时断裂发生于陶瓷近钎缝区，温度过高或过低均导致反应层不连续或破碎，降低接头强度。Ag与Cu固溶体具有良好的塑性，有助于缓解残余应力，而Cu3Ti3O反应层的厚度与连续性对界面应力状态及接头性能具有关键影响。本研究为高氮钢与氧化铝陶瓷功能性连接提供了一种高可靠钎焊工艺方案。

• φ1500mm 级GH4738合金涡轮盘锻件热加工工艺研究

  优先出版日期:2026-07-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260080

  摘要(111) 全文(116)

  摘要：动力装备用超大规格GH4738合金涡轮盘锻件直径达φ1500mm以上，是国内最大的GH4738合金锻件。采用Simufact数值模拟软件分析了摩擦系数、压制速度、始锻温度等参数对锻件的成形载荷、微观组织分布的影响，确定了φ1500mm级GH4738合金涡轮盘的最佳锻造工艺参数。同时，采用相同工艺参数开展了缩比件的数值模拟与试制分析，实际组织分布与模拟结果保持一致。基于验证结果，在8万吨模锻压力机上完成了φ1500mm级GH4738合金涡轮盘模锻成形，锻件经热处理后组织性能满足使用要求，实现φ1500mm级GH4738合金涡轮盘锻件工程化制备。同时采用TEM定量表征了锻件不同位置析出相含量，分析得出超大规格锻件在淬火冷却过程中，截面不同位置的固溶降温不均匀这一尺寸效应引起最终锻件时效后表面二次γ"析出相含量明显高于心部位置，并导致不同位置拉伸性能存在明显差异。

• 大模组涡轮叶片单晶生长规律与杂晶缺陷控制策略

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250559

  摘要(171) 全文(148)

  摘要：随着具有复杂气冷通道的新型单晶高温合金涡轮叶片在航空发动机上的推广应用,单晶涡轮叶片的需求量急剧增加,导致单晶叶片降本增效的需求越来越迫切。而大模组单晶叶片铸造技术是实现其降本增效的有效途径之一,也是单晶涡轮叶片制备技术的重要发展方向。因此,本文采用数值模拟和实验验证相结合的方法,研究了不同尺寸模组叶片的单晶生长行为、杂晶缺陷形成规律以及相应的控制方法。结果表明,单晶涡轮叶片生长过程中,液相等温线呈现“上凸”形状,导致叶片缘板内侧率先达到形核条件,诱发缘板杂晶形成。随着抽拉速率和模组尺寸的增加,液相等温线“上凸”的程度会显著加剧,进而增加叶片杂晶缺陷的形成几率。通过在模组中心位置增加石墨蓄热体,可有效提高温度场均匀性,减小等温线倾斜角度,显著降低杂晶缺陷的形成几率,提高叶片合格率,解决单晶叶片降本增效问题。

• 旋锻W-Y?O?合金在1400~1600℃高温拉伸蠕变行为研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250572

  摘要(132) 全文(143)

  摘要：研究了粉末冶金和高温旋锻制备的Y?O?弥散强化钨(W-Y?O?)合金在1400~1600℃/150~180MPa的拉伸蠕变行为。并与商业轧制纯钨的性能进行了对比。采用电子扫描显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)分析了蠕变前后样品晶粒、第二相颗粒、位错等的变化。实验结果表明,旋锻W- Y?O?合金的蠕变性能优于轧制纯钨,其稳态蠕变率为8.22×10e-7~1.76×10e-4,较轧制纯钨低2个数量级；其主要原因在于W- Y?O?合金的纳米级和亚微米级的弥散颗粒能够钉扎晶界和位错运动,同时,W- Y?O?较大晶粒长径比减弱了扩散蠕变。随着温度和蠕变应力的提高,第二相粒子发生团聚,导致钉扎效应减弱,晶粒长径比减小,原子扩散和再结晶导致的晶界滑移主导的蠕变机制占比逐渐增大,但旋锻W- Y?O?主体上仍表现为位错运动控制。

• 5xxx铝合金热轧厚板退火过程中表层与心部再结晶行为差异研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250573

  摘要(159) 全文(141)

  摘要：以终轧温度为300℃的5xxx铝合金热轧厚板为研究对象，系统研究了不同退火工艺（300~500℃，0.5~8 h）对其微观组织、力学性能与电导率的影响。结果表明，提高退火温度显著促进了表层的再结晶过程，而心部再结晶进程相对滞后。表层因高位错密度和充分的动态回复，退火时主要发生以亚晶合并长大为主的连续再结晶；而心部因储能较低、形核位置少，主要以不连续再结晶为主。450℃保温2h后，表层再结晶分数达66.6%，心部仅为18.9%。随着退火温度升高，硬度、强度下降，伸长率与电导率上升。保温时间对力学性能影响较小，2h为较优选择。本研究揭示了热轧厚板在退火过程中表层与心部再结晶行为差异的机制，为优化退火工艺提供理论依据。

• 热处理对电子束粉末床熔融TiAl-4822合金组织和高温力学性能的影响

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250578

  摘要(156) 全文(187)

  摘要：为探究不同热处理所形成的微观组织对Ti–48Al–2Cr–2Nb(TiAl-4822, at.%)合金750℃高温力学性能的影响,本研究采用电子束粉末床熔融(Electron Beam Powder Bed Fusion,EB-PBF)技术制备了TiAl-4822合金,并通过热处理获得了不同组织类型的试样。结果表明,沉积态试样呈现由粗大的γ相条带与细晶双态组织共同组成的非均匀组织特征。经1330 ℃/0.5 h-FC热处理后,合金获得了晶粒均匀、尺寸增大的双态组织；而经1380 ℃/0.5 h-FC热处理后,晶粒显著长大,组织转变为全片层结构。随着热处理温度的升高,α?相在层间或界面处富集,并与γ相形成典型的Blackburn取向关系。力学性能测试结果表明,试样的室温硬度随热处理温度升高而提高,但其在750 ℃下的抗拉强度和延伸率均较沉积态有所下降。沉积态样品表现出优异的高温综合力学性能(抗拉强度654.67 ± 17.01 MPa,断后伸长率42.5 ± 2.29%),这主要归因于快速凝固形成的细小γ晶粒及晶内细密片层组织。热处理过程中α?与γ两相通过择优取向生长以降低界面能,促进片层化和粗化,粗大的片层组织及在晶界/片间富集的脆性α?相成为裂纹萌生与扩展的优先通道,从而导致塑性降低。本研究揭示了EB-PBF成形TiAl-4822合金中热处理-组织-性能的内在关联,为通过热处理调控γ-TiAl合金的组织结构及其高温性能提供了重要参考。

• 单晶钼合金的高温蠕变行为研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250582

  摘要(153) 全文(142)

  摘要：新型反应堆用材料长期服役在载荷和高温极端条件下,抗蠕变性能是其关键服役性能。本文针对先进反应堆用候选材料单晶Mo-14Re合金,在1100K下开展了不同应力(170—245MPa)热蠕变实验。获得了单晶Mo-14Re合金蠕变时长10h-780h的数据,发现单晶Mo-14Re合金的蠕变符合标准蠕变规律,应力指数n为11.7。蠕变机制为位错强化机制,随蠕变时间的增长,位错会形成位错壁(亚结构)、位错网、位错胞三种位错衍生结构。上述研究为先进反应堆材料研发及安全服役提供了科学依据。

• TC4棒材挤压织构的各向异性及绝热剪切敏感性研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250586

  摘要(156) 全文(150)

  摘要：钛合金加工过程产生的微观组织取向及织构会对其动态性能,尤其是绝热剪切特性产生影响。本研究采用分离式霍普金森压杆(SHPB),对a+b型TC4棒材挤压方向(ED)及横向(TD)高应变率下的压缩各向异性及绝热剪切特性开展研究,通过数字图像相关法(DIC)及EBSD方法分析局域化演化特性及机制,结果表明：挤压TC4棒材中的a-hcp相具有轴向对称的柱面纤维织构特征,棒材TD方向的屈服强度明显高于ED方向,但其绝热剪切敏感性更强,易发生ASB破坏。EBSD分析认为,轧制织构引起的特定晶体学取向是通过影响位错滑移系的Schmid因子影响屈服,导致变形各向异性,ED 方向的挤压织构使晶粒取向比较一致趋于有利于合金a-hcp相CRSS较低的柱面〈a〉滑移系激活启动,使得其动态屈服强度低于TD方向。同时晶粒间变形更均匀,加之较TD方向低的热效应,使其绝热剪切敏感性明显小于TD方向。研究结果对于理解钛合金微观取向、织构对绝热剪切影响,进而进行织构的控制设计提高结构抗绝热剪切能力具有意义。

• 稀土磁性材料磁结构的中子研究进展

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250592

  摘要(177) 全文(143)

  摘要：稀土磁性材料凭借其4f电子独特的强自旋-轨道耦合、高原子磁矩及丰富电子能级,在永磁、磁致冷等高新技术领域具有不可替代的战略地位。稀土磁性材料中电子交换作用、磁多极相互作用与晶体场效应的多重竞争机制给揭示磁相变机制与量子激发行为带来本质性挑战。中子散射技术以其磁矩敏感性、强穿透性和轻元素分辨能力,成为揭示稀土磁结构微观机制的核心手段,该技术已在稀土永磁材料矫顽力优化、磁致冷材料磁熵变调控等领域取得突破性进展。本文系统综述中子散射技术的原理方法及其在稀土磁性材料磁结构研究中的前沿应用,包括稀土过渡金属化合物、稀土阻挫磁体、稀土低维磁体等。希望为稀土磁性材料磁结构的进一步研究提供参考。

• Zr-xSn-0.35Fe-0.15Cr合金在高温高压富氧水质中的腐蚀行为

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250599

  摘要(136) 全文(162)

  摘要：为探究Sn含量对锆合金在富氧水质中腐蚀行为的影响，将Zr-xSn-0.35Fe-0.15Cr（x=0.5、1.0、1.5，wt%）3种锆合金与Zr-4合金在动态高压釜360 ℃/18.6 MPa/1000 μL/L溶解氧（DO）的水中进行腐蚀试验。采用SEM、TEM和Raman等表征合金和氧化膜的显微组织以及相组成等。结果表明：Zr-xSn-0.35Fe-0.15Cr合金中第二相主要为fcc-Zr(Fe,Cr)2和hcp-Zr(Fe,Cr)2两种类型，随Sn含量的增加，第二相的尺寸和Fe/Cr原子比增大，第二相面积分数减小。在腐蚀290 d过程中，腐蚀动力学由立方规律向抛物线或幂指数规律转变；增加Sn含量会使合金的腐蚀转折时间提前，转折后的腐蚀速率增加，腐蚀动力学由抛物线向幂指数规律转变，降低合金的耐腐蚀性能；Zr-xSn-0.35Fe-0.15Cr 合金在1000 μL/L DO水中的耐腐蚀性能均明显优于Zr-4合金。本文从第二相氧化与氧化膜微观结构演变的角度探讨了在富氧水中Sn含量对锆合金腐蚀行为的影响机制。

• 电弧增材钛基复合材料的研究现状与展望

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250619

  摘要(113) 全文(159)

  摘要：钛基复合材料因可借助增强体“类型–形貌–分布”的设计突破传统钛合金的性能瓶颈，已成为轻质高强构件的重要候选。电弧增材制造凭借“近净成形+快速凝固”双重优势，为复杂结构钛基复合材料的高材料利用率、短流程制备提供了新范式。本文系统综述了电弧增材制造钛基复合材料的研究现状，重点围绕成形质量、微观组织与力学性能三大核心问题展开论述。分析表明：通过优化工艺参数（如热输入、电流模式）与采用预热和保温等辅助工艺，可有效抑制孔隙、裂纹等缺陷，提升成形精度；借助增材制造的快速凝固特性与增强相的引入，可实现晶粒细化与微观组织调控；通过设计层状/网状等结构，可实现材料强度的提升。未来研究需致力于工艺-组织-性能的深度融合，以推动该技术在高性能构件制造中的广泛应用。

• GH3536高温合金铸态组织特征及均匀化工艺的综合分析研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250621

  摘要(118) 全文(149)

  摘要：本研究采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、萃取相分析、XRD以及热力学计算等多种表征方法研究了经真空感应熔炼+电渣重熔双联工艺生产的GH3536合金电渣锭的铸态组织特征,并结合均匀化热处理后组织演变及热压缩模拟实验结果进一步综合分析确定了该合金适宜的均匀化工艺。结果表明,合金内的主要偏析元素是Mo元素；电渣锭中除奥氏体基体外、还存在富Cr元素的M₂₃C₆和富Mo元素的M₆C两种碳化物。经过1180℃/48 h的均匀化热处理后,合金内大块析出相基本回溶,元素偏析显著消除,均匀化后的合金呈现出良好的热塑性。

• GH4710合金高温疲劳裂纹扩展行为与温度依赖模型研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250623

  摘要(122) 全文(146)

  摘要：针对航空发动机GH4710合金涡轮盘的高温疲劳失效风险，系统研究了该合金在 750 ℃、815 ℃及 850 ℃下的疲劳裂纹扩展行为，揭示温度影响机制并建立温度依赖模型。结果表明，晶界氧化弱化是高温下裂纹加速扩展的主导因素，温度从750 ℃升至850 ℃时，合金疲劳裂纹扩展速率显著增大，疲劳寿命降幅达74.7%，断裂机制由穿晶主导向沿晶主导演变；815～850℃为疲劳性能临界突变温度范围，低于该温度时合金应力强度因子范围（ ΔK）更宽，抗裂纹扩展能力更优异。基于 Paris 公式引入Arrhenius 型温度修正项，建立模型：da/dN=9.783×10^(-7)×exp?(-3557.068/T) (ΔK)^3.183 （T 为绝对温度，K）。在ΔK =20~65 MPa?m0.5范围内，模型预测值与实验数据误差小于10%，可精准表征750~850℃区间合金的疲劳裂纹扩展行为，为GH4710合金涡轮盘的损伤容限设计、高温服役寿命预测及临界温度预警提供理论支撑。

• 新型钴基高温合金：成分设计、组织性能与应用进展

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250629

  摘要(117) 全文(131)

  摘要：传统钴基高温合金因缺乏共格强化相，其高温性能长期受限。L12型γ′-Co3(Al, W)相的发现开启了新型钴基高温合金的研究热潮。本文旨在系统综述该领域的最新进展，从成分设计、制备工艺、组织结构、力学性能及应用现状等维度进行了全面梳理。重点阐述了多元合金化与降密设计策略，结合典型案例探讨了增材制造技术在抑制偏析与裂纹方面的突破，并引入强化模型定量分析了γ′相特征参数对强度的影响。此外，深入讨论了改善合金高温氧化与热腐蚀抗力的关键机制。最后，总结了该类合金在航空发动机热端部件及高温工模具领域的应用进展，并展望了未来在解决组织稳定性与工程化制备方面的发展方向。

• 激光熔覆高熵合金涂层研究进展

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250639

  摘要(141) 全文(134)

  摘要：高熵合金凭借其颠覆性的多主元设计理念展现出优异的综合性能，是实现结构-功能一体化的理想材料。激光熔覆高熵合金涂层结合高熵合金的性能优势与激光熔覆的技术优势，实现了表面性能、力学性能和功能性能之间的高质量平衡，展现出巨大工程应用潜力。本文从激光熔覆高熵合金涂层的“工艺-微观结构-性能”关系及其内在作用机理出发，总结了制备方法及工艺参数优化策略，归纳了微观结构特征和性能特点，揭示了在腐蚀、氧化、磨损等单一及耦合工况下的性能提升机制，讨论了潜在应用场景，并对当前应用中亟待解决的问题及未来发展方向进行了展望。

• 时效Sn58Bi焊点在低密度电流作用下的强化效应研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250644

  摘要(122) 全文(169)

  摘要：虽然特定条件下的时效处理已被证实可提升Sn58Bi焊点的剪切强度，然而经时效处理后电流对焊点力学性能影响的规律尚不明确。为此，本文重点研究低电流密度对时效后Sn58Bi焊点剪切性能影响的规律，并揭示其微观机制。对在120 ℃下不同时效时间（0 h、240 h、480 h、720 h、960 h、1200 h、1440 h、1680 h）处理的Cu/Sn58Bi/Cu焊点在不同电流密度（0 A/cm2、1×103 A/cm2、2×103 A/cm2、3×103 A/cm2）下进行剪切测试。发现随着电流密度的增大，时效Sn58Bi焊点的剪切强度呈现“上升-下降”趋势。其中，时效480 h且电流密度为2×103 A/cm2时，剪切强度较未时效未通电状态下提升12.85 %，提升幅度最大。时效480 h处理后焊点剪切强度上升主要归因于两方面原因:（1）电流促使焊点内部几何必需位错（GND）密度增加；（2）电流密度增大，导致Bi相中亚晶比例升高，亚晶界可以阻碍位错运动，提高焊点剪切强度。焊点剪切强度降低源于焦耳热效应引发界面热失配，导致界面金属间化合物（IMC）层与钎料基体界面结合强度降低，焊点剪切强度降低。该研究为电子封装中低温钎料制焊点的可靠性评估提供了理论参考。

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