2026年第9期

>2026非晶合金及多主元合金

• 铝/钛比对钛铝基轻质高熵合金相稳定性和力学性能的影响

  罗峰林, 赫全锋, 王旭凤, 张祎, 王一伟, 况翔益, 顾剑锋, 王庆

  2026,55(9):2117-2132   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250510

  摘要(27) HTML(32) PDF(4.84 M)( 23)

  摘要：轻质高熵合金是用于先进结构应用的一类极具前景的材料。然而，要精确控制其相形成过程和力学性能仍是一项重大挑战。尽管常规的经验参数（混合焓ΔH_mix、价电子浓度、原子尺寸差异δ、电负性差值Φ）为Ti-Al基轻质高熵合金的相稳定性提供了通用指导，但它们的预测准确性是有限的。Al/Ti原子比（γ，即铝/钛比）是精确控制微观结构的关键准则。基于此参数，设计并合成了一系列Ti_(50–x)Al_(6.5+x)V_11.5Nb_14.5Zr_17.5合金。结果表明：γ严格控制着B2相的析出、短程有序程度以及晶粒细化。此外，当γ值约为2.0（Ti₄₆Al_10.5合金）时，能实现高屈服强度（>1 GPa）和高拉伸延展性（>20%）的最佳协同效应，而γ值过高则会导致脆化。本研究确立γ为关键组成参数，并通过综合参数控制和元素比例控制为设计高性能轻质高熵合金提供了一个实用框架。

• 放电等离子烧结Fe基块体非晶合金中退火诱导的力学强度与耐腐蚀性能提升

  李春燕, 刘建辉, 高嘉庆, 陈佳欣, 权国宁, 张强, 寇生中, 李晓诚

  2026,55(9):2133-2141   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250481

  摘要(12) HTML(7) PDF(3.76 M)( 20)

  摘要：通过放电等离子烧结（SPS）技术制备FeCrMoBC系块体非晶合金，并采用后续热处理优化其性能，探究了退火处理对Fe基块体非晶合金显微组织、力学行为及耐腐蚀性能的影响。结果表明：在优化SPS工艺参数（烧结温度560 ℃、烧结压力550 MPa、保温时间1 min）后，烧结态试样的相对密度达94.40%，抗压缩强度为678 MPa；经550 ℃×20 min热处理后，试样仍保持非晶态结构，力学性能显著提升——抗压缩强度增至884 MPa，同时展现出优异的耐腐蚀性能，其开路电位（E_corr）为-0.318 V、腐蚀电流密度（I_corr）为 2.098×10^-7 A/cm²、极化电阻（R₂）为59 379 Ω·cm²。值得注意的是，经650 ℃×20 min退火处理后，试样因晶相析出与晶粒细化，相对密度达到最大值97.23%，显微硬度也升至峰值758.86 HV。上述结果表明，通过调控显微组织演化，可控热处理可有效改善SPS制备Fe基块体非晶合金的致密化程度与综合性能。

• Zr/Ta比对Zr-Ti-Nb-Ta难熔高熵合金微观组织及力学性能的影响

  周永康, 赵子彦, 王媛媛, 尹可心, 李宏, 李正坤, 张海峰, 朱正旺

  2026,55(9):2142-2148   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250513

  摘要(6) HTML(13) PDF(2.04 M)( 16)

  摘要：通过调控诱发原子尺寸与模量错配的合金组元，实现难熔高熵合金强度与延展性的最优组合，研究了Zr和Ta对Zr_45-xTi₁₅Nb₃₀Ta_10+x（x=0, 5, 10, at%）难熔高熵合金微观结构演变及室温力学性能的影响。结果表明：Zr/Ta比的变化未改变合金的相结构，3种合金的相组成均为单一的体心立方结构。但随着Zr/Ta比降低，合金的屈服强度与延展性同时提高，屈服强度从901 MPa增加至1003 MPa，延展性从13.3%提高至16.1%。延展性提升主要源于晶粒细化与晶格畸变减小；而强度增长则主要归因于高Ta含量引发的剪切模量失配增强与细晶强化之间的协同作用。本研究为成分变化对难熔高熵合金性能的影响提供了重要认识。

• Fe₄₀Mn₂₀Cr₂₀Ni₂₀高熵合金的低温动态拉伸变形机制

  乔珺威, 王泽明, 张勇, Liaw Peter K.

  2026,55(9):2149-2164   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250358

  摘要(4) HTML(12) PDF(6.76 M)( 18)

  摘要：探讨了Fe₄₀Mn₂₀Cr₂₀Ni₂₀高熵合金（HEA）在高/低温以及高应变率（分离霍普金森杆）条件下的力学行为和微观机制，并利用相关理论模型来拟合该HEA的屈服强度和流动应力。拉伸测试结果表明，在降低温度或增加应变率的条件下，该HEA表现出优异的强度-塑性协同效应和出色的变形硬化能力。在动态拉伸过程中，不同形式的位错和变形孪晶之间的相互作用共同提高了HEA的强度和变形硬化能力。Zerilli-Armstrong本构模型被用于预测HEA屈服强度的温度敏感性和应变率敏感性。同时，泰勒模型被用于预测HEA在动态拉伸作用下随应变率变化的流动应力，并将该模型应用于低温动态实验中。拟合结果与实验结果一致，为后续对HEA的强度预测提供了理论依据。

• 原位陶瓷增强TaMoTiCr难熔高熵合金复合材料的宽温域摩擦学性能

  高晨光, 裴旭辉, 陈灼, 王瀚铭, 胡明川, 杜银, 王海丰

  2026,55(9):2165-2178   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250490

  摘要(9) HTML(2) PDF(8.02 M)( 14)

  摘要：通过放电等离子烧结技术制备了原位陶瓷相增强的TaMoTiCr难熔高熵合金复合材料，并分别添加2.5wt%和5.0wt%的h-BN。结果表明：h-BN的添加促进了(Ti, Ta)N、TaB₂和MoB陶瓷相在体心立方基体中的均匀形成，使显微硬度显著提升至1136.95 HV。摩擦学测试结果表明：添加2.5wt% h-BN的复合材料在室温下表现卓越，磨损率低至1.64×10^-7 mm³?N^-1?m^-1；而添加5.0wt% h-BN的复合材料在300 ℃时性能最优。在800 ℃以上高温条件下，材料表面形成了富含Cr₂O₃、TiO₂和B₂O₃的润滑氧化摩擦层，有效降低了摩擦与磨损。添加2.5wt% h-BN的复合材料在1000 ℃时磨损率仅为5.22×10^-7 mm³?N^-1?m^-1。该原位陶瓷增强策略显著提升了难熔高熵合金在宽温域内的耐磨性能，为先进航空航天应用提供了重要技术路径。

• 不同空间构型或结构状态的铝、钴和铜基合金的非等温流动:模型建立与实验

  Berezner Arseniy Dmitrievich, Fedorov Victor Alexandrovich, Perov Nikolai Sergeevich, 乔吉超, Gromov Victor Evgenievich, Zadorozhnyy Mikhail Yurievich, Gregory Victorovich Grigoriev

  2026,55(9):2179-2187   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250585

  摘要(10) HTML(5) PDF(1.35 M)( 17)

  摘要：通过构建新变形模型为不同合金的非等温行为提供了通用描述方法。结果表明，预测模型与实验结果之间存在很强的相关性，这表明对主要应用参数（如线性热膨胀系数）的预测是准确的。同时，还可以计算出带状和棒状试样的颈缩轮廓和波纹的临界厚度。对多晶和无定形带状试样的波纹褶皱进行了形状分析（主要尺寸）。研究了塑性变形阶段的结构特征。

• 超稳Ni-Nb金属玻璃稳定性增强的结构起源

  侯钧瀚, 严珍珍, 黄煌, 周炯, 朱凡

  2026,55(9):2188-2193   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250487

  摘要(10) HTML(6) PDF(1.11 M)( 14)

  摘要：采用模拟气相沉积过程的分子动力学方法，探究Ni-Nb金属玻璃结构随基底温度的演化规律。结果表明：约850 K为最佳基底温度，此时玻璃体系势能最低，稳定性最高。超稳定玻璃的形成伴随着短程有序结构由扭曲二十面体转变为完美二十面体结构。该现象在Mg-Cu-Y、La-Ni-Al、Zr-Cu-Al及Cu-Zr金属玻璃体系中得到进一步验证。本研究明确了超稳定金属玻璃形成的结构起源，可为理解玻璃转变本质提供新视角。

• 热机械加工对NiCo基高温合金微观组织和力学性能的影响

  高明, 张倩, 乔珺威, 甘斌

  2026,55(9):2194-2208   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250402

  摘要(5) HTML(2) PDF(6.04 M)( 15)

  摘要：通过短时退火与时效处理，在镍钴基高温合金中构建出一种新型晶粒结构。结果表明：该新型晶粒结构包含残余变形晶粒、细小再结晶晶粒及多尺度L1₂-γ'析出相。与传统热处理态合金（屈服强度1106 MPa；延伸率18.8%）相比，具有部分再结晶显微组织的合金屈服强度显著提升至1371 MPa，同时保持了13.3%的延伸率。这一高强度特性源于位错强化（由前期冷轧引入）、细晶强化与γ'相沉淀强化的协同作用。与之相对，完全再结晶态合金的屈服强度为1390 MPa、延伸率为14.3%，其性能优势主要得益于均匀的细晶组织与弥散分布的γ'析出相。还深入探究了材料的内在变形机制，表明除析出相外，位错运动、纳米孪晶及Lomer-Cottrell位错锁对合金卓越力学性能的实现也起到了关键作用。本研究为研发面向严苛工程应用的高性能镍钴基高温合金，提供了一种实用且成本效益高的加工策略。

• 金属玻璃均匀变形研究进展

  张浪渟, 段亚娟, 李博文, 乔吉超

  2026,55(9):2209-2218   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250552

  摘要(10) HTML(7) PDF(1.68 M)( 11)

  摘要：金属玻璃性能优异，但在室温以剪切带形式脆性断裂。均匀变形对于理解金属玻璃的塑性至关重要。本文综述了近年来金属玻璃均匀变形行为的研究进展，重点从原子尺度流动机制、剪切转变区演化、结构缺陷与多层次弛豫行为等方面展开讨论，并介绍了自由体积动力学、应力-温度等效性及无序化临界应力等关键概念。讨论了结构非均匀性对流动稳定性的影响，评述了现代表征与模拟技术的应用，并在此基础上展望了设计高塑性金属玻璃的研究路径。

• 金属玻璃动态弛豫的数值模拟综述

  Claudio Fusco

  2026,55(9):2219-2237   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250367

  摘要(3) HTML(2) PDF(2.79 M)( 11)

  摘要：金属玻璃是一种具有卓越力学性能的独特材料，其特性包括高强度、优异耐腐蚀性能以及高弹性。这些材料具有独特的动态弛豫过程，影响着其力学性能和热性能。理解金属玻璃的动态弛豫过程对在不同应用中的性能优化至关重要。由于实验技术的限制无法直接观察到原子层面的过程，导致无法轻易获得负责动态弛豫的详细机制。数值模拟是分析原子尺度上基本动态过程的有效方法，能够捕捉动态弛豫。计算技术的发展使研究人员在理解金属玻璃中动态弛豫背后的物理机制方面取得了巨大的进步。本文简要概述了金属玻璃动态弛豫数值模拟研究的现状，重点介绍了关键方法、重要发现、当前面临的挑战以及未来的发展方向。通过综述当前的研究成果，强调了在众多应用中，数值模拟对于改进金属玻璃（从结构材料到高性能部件）的设计和加工的重要性。

• 高熵金属玻璃：近期研究进展

  徐舟, 崔佳音, 何畅, 古京达, 王庆

  2026,55(9):2238-2256   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260028

  摘要(7) HTML(7) PDF(1.16 M)( 23)

  摘要：近年来，高熵金属玻璃因其高构型熵，往往呈现出独特的结构特征与性能，包含迟滞扩散效应、结构非均匀性、更高的玻璃形成能力、热稳定性或力学稳定性等，因而受到越来越多的研究关注。尽管与传统金属玻璃一样，高熵金属玻璃原子结构缺乏长程周期性，但是其高熵特性却会引起结构演化的额外复杂性，如导致解耦玻璃转变、潜在的玻璃-玻璃转变以及在再加热过程中的连续多晶型转变的出现。由此，高熵金属玻璃的原子重排和相互作用、化学/拓扑非均匀性具备可调控性，进而使其具有很强的结构与功能应用潜力。尽管已有若干关于高熵金属玻璃的综述报道，鉴于该领域研究的快速推进，本文对高熵金属玻璃合金体系的最新进展做出进一步简要综述与讨论。首先聚焦于新开发高熵金属玻璃的玻璃形成能力；随后，将其不同寻常的结构弛豫、结晶行为及力学性能等与传统金属玻璃相比较；最后，对高熵金属玻璃的原子尺度结构与结构非均匀性特征进行综合评述，并给出总结与展望。

• 激光熔覆FeCrMoCBY非晶合金梯度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(9):2257-2266   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250483

  摘要(5) HTML(10) PDF(4.93 M)( 11)

  摘要：为提高铁基非晶合金涂层的非晶相含量与摩擦学性能，本工作提出在45#钢基板上制备铜合金/非晶梯度涂层的新策略。采用同步送粉激光熔覆技术，分别制备单层FeCrMoCBY非晶涂层及铜合金（CuSn12Ni2）/非晶双层梯度涂层，系统研究激光扫描速率（2000~4000 mm/min）对涂层微观结构、非晶相形成及摩擦学性能的影响。结果表明：铜合金/非晶双层梯度结构通过铜层的高导热性显著加速熔池冷却，降低非晶形成的临界冷却速率需求，从而大幅提升非晶相含量，达68.9wt%~92.3wt%，较单层涂层提升显著，其中扫描速率3000 mm/min时非晶相含量最高（92.3wt%）。涂层中析出M₂₃C₆型碳化物亚微米晶，弥散分布于非晶基体，通过钉扎效应提升硬度。梯度涂层平均显微硬度超1000 HV_0.1（峰值1288.75 HV_0.1，达基材6倍），且发现适度晶化可强化材料硬度。非晶合金涂层磨损机制以磨粒磨损为主导，高硬度导致脆性剥落形成磨屑，引发二次犁沟。本研究证实梯度结构通过铜合金中间层的热传导调控作用，为非晶相形成提供了更优的热力学条件，为高非晶含量耐磨涂层的工程应用提供新思路。

• Zr₆₀Al₁₀Co₂₀Ag₁₀非晶合金动态力学弛豫和晶化动力学研究

  陈长玖, 邓煜莹, 张金勇, Umida Ziyamukhamedova, Radjibayev Davran

  2026,55(9):2267-2273   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250514

  摘要(2) HTML(5) PDF(2.50 M)( 18)

  摘要：通过动态力学分析研究了Zr₆₀Al₁₀Co₂₀Ag₁₀非晶合金的弛豫行为，并结合示差扫描量热法探讨了其热稳定性和晶化动力学。研究表明，该合金的损耗模量表现出显著的α弛豫峰宽化特征；且其α弛豫激活能较低（3.78±0.21 eV），这与晶化行为的提前进行密切相关。基于Kohlrausch-Williams-Watts（KWW）模型，分析了其动态力学性能的温度与频率依赖性。结果显示，该合金具有较小的Kohlrausch指数 β_KWW，反映出其具有较宽的弛豫时间分布以及显著的动力学非均匀性。利用Kissinger方程计算得出，该非晶合金的晶化开始激活能E_x、第一晶化峰激活能E_p1和第二晶化峰激活能E_p2分别为424、420和271 kJ/mol，显示出良好的热稳定性。晶化动力学分析表明，其第一晶化峰对应于扩散受控型结晶过程，其Avrami指数=1.97±0.33，符合扩散主导的生长理论。

• Cu-Zr-Hf-Ti金属玻璃弹性模量遗传性的电子结构起源

  李明泽, 杨卫明, 黎嘉威

  2026,55(9):2274-2281   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250511

  摘要(5) HTML(8) PDF(2.21 M)( 11)

  摘要：金属玻璃的弹性模量通常被认为“遗传”于其溶剂组元（主组元），然而这一规律在Cu基金属玻璃体系中存在显著例外。为揭示此类反常遗传现象的物理机制，本研究选取Cu-Zr-Hf-Ti体系作为研究对象，基于第一性原理计算，系统开展了从宏观弹性模量、原子尺度键合特性到电子结构的多尺度分析。研究发现，该体系的弹性模量受控于以Zr-Zr和Zr-Ti键为代表的低刚度原子间相互作用的集体响应，而非主组元Cu。电子结构分析进一步证实，尽管Cu在成分上占主导地位，但费米能级附近的电子态密度主要由次要组元Zr和Hf的d轨道电子贡献。Hf的引入增强了Cu-3d与Hf-5d的轨道杂化，降低了费米能级附近的电子态密度，通过提升键合的方向性与共价性显著提高了刚度，同时体积模量与剪切模量比值（B/G）及泊松比（ν）数值的降低预示了韧性的潜在下降趋势。本研究证实，金属玻璃弹性模量的遗传性本质上取决于对费米能级附近电子态密度起主导作用的关键组元，这为从电子结构层面出发，理性设计具有特定力学性能的金属玻璃提供了理论依据。

• 选区激光熔化Ni₄₀Co₁₈Cr₁₈Fe₁₄Al₅Ti₅高熵合金低温力学性能研究

  殷玉朕, 马博文, 宋淼, 潘杰, 柳林

  2026,55(9):2282-2290   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250533

  摘要(6) HTML(7) PDF(4.03 M)( 14)

  摘要：增材制造技术为高熵合金复杂结构的成形与微观组织的精准调控提供了全新途径，极大拓展了其在航空航天、深空探测等极端服役环境下的应用前景。然而，目前关于增材制造高熵合金在低温条件下的力学行为，特别是动态冲击响应及其微观变形机制，仍然缺乏系统深入的认识。本工作采用选区激光熔化技术制备了Ni₄₀Co₁₈Cr₁₈Fe₁₄Al₅Ti₅高熵合金，系统研究了其在77 K低温环境下的静态拉伸与动态冲击力学行为。研究结果表明，该高熵合金在低温下表现出优异的强塑性匹配与冲击韧性，其屈服强度达1083.4 MPa，均匀延伸率为29.8%，冲击功高达117.7 J。微观结构分析表明，低温变形时高密度位错、层错及其与初始胞结构间的交互作用，有效促进能量耗散，从而赋予该高熵合金优异的低温冲击韧性。

• Mo掺杂柔性高熵合金析氧反应电催化性能研究

  龚颖琪, 赵慧峰, 张涛, 于海滨

  2026,55(9):2291-2297   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250482

  摘要(6) HTML(13) PDF(2.86 M)( 13)

  摘要：析氧反应（oxygen evolution reaction，OER）的动力学迟缓严重制约了水分解与金属-空气电池的实际应用效能。采用磁控溅射技术在碳布衬底上成功制备了系列CrFeCoNiMo_x（x=0，0.2，0.5，1）柔性高熵合金一体化电极，系统研究了Mo掺杂量对其析氧反应电催化性能的影响。实验结果表明，适量Mo掺杂能显著提升电极的OER活性，其中CrFeCoNiMo_0.5表现最优，达到10 mA/cm²电流密度仅需过电位212 mV，Tafel斜率为37.4 mV/dec，且在100 mA/cm²高电流密度下稳定运行140 h未见明显衰减。通过XPS、TEM、原位拉曼等表征方法发现，Mo掺杂可有效调节Fe、Ni等3d金属的电子结构，提高了其氧化态，促进了电极表面非晶化重构，增强了对反应中间体的吸附能力。结合密度泛函理论（density functional theory，DFT）的计算表明，Mo掺杂优化了反应路径，降低了氧空位形成能垒。该研究为柔性高熵合金电极在能源转换领域的应用提供了实验依据与理论支持。

• 多主元合金熵工程调控实现安培级全解水

  顾雨彤, 王雪倩, 姜顺达, 杨绎原, 贾喆, 沈宝龙

  2026,55(9):2298-2305   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250496

  摘要(6) HTML(7) PDF(4.68 M)( 11)

  摘要：高性能贵金属电解水催化材料成本高昂、原子利用率低、界面稳定性不足及制备工艺复杂等问题严重制约其规模化应用。因此，开发低成本低能耗长寿命电解水催化材料迫在眉睫。本工作通过碳热冲击策略在碳纤维上快速合成10 nm超细FeCoNiCrPt 高熵合金（HEA）纳米颗粒。结果表明，在碱性介质中达到10 mA·cm^–2析氢反应（HER）和 100 mA·cm^–2析氧反应（OER）的电流密度，分别仅需34和264 mV的过电位。此外，FeCoNiCrPt样品分别作为阳极和阴极在碱性电解槽中进行全水解反应，仅1.53 V 即可实现10 mA·cm^–2电流密度且稳定工作超过100 h。碳热冲击策略以简单通用的方式，快速合成分散性良好的HEA纳米颗粒，为开发低成本、高稳定性的全解水催化剂提供了新途径。

• 无机阴离子对超声处理Fe₈₁B₁₀Si₉非晶合金降解偶氮染料性能影响机制研究

  张思颖, 李伟, 阮嘉艺, 陈霄宁, 李路遥, 王壮, 马将, 袁晨晨

  2026,55(9):2306-2316   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250555

  摘要(6) HTML(7) PDF(4.51 M)( 15)

  摘要：长期以来，以偶氮基染料为代表的各种工业染料废水造成了严重的环境问题。非晶合金凭借其独特的无序结构、较高的吉布斯自由能以及优异的耐腐蚀性，已成为一种极具前景、用于废水处理的催化剂。本研究采用超声预处理Fe₈₁B₁₀Si₉非晶合金，显著提升了其催化性能，经500 J超声处理的样品表现出最优表观反应速率常数（k_obs=1.66 min^-1），显著高于未处理样品。系统评估了典型无机阴离子（Cl^-、H₂PO₄^-、NO₂^-、SO₄^2-）在非均相类芬顿体系（Fe-MG/H₂O₂）中催化降解亚甲基蓝的影响机制。研究发现，随着阴离子浓度升高，Cl^-、H₂PO₄^-和NO₂^-均对降解产生不同程度抑制（k_obs<0.2 min^-1），而SO₄^2-对其降解过程影响较弱（k_obs=0.76 min^-1）。以Cl^-为代表对其协同作用过程进行了机理分析：淬灭结果表明，活性物种以?OH为主，并受溶液离子环境与表面通道协同调控。揭示了超声诱导的表面重构与价态调节对复杂阴离子环境下催化稳定性的促进作用，为复杂水体环境中高性能非晶合金催化剂的设计与应用提供了一定的理论支撑。

• 梯度Al_0.1CoCrFeNi多主元合金最佳强-塑协同的晶粒尺寸分布分子动力学模拟

  侯兆阳, 李丹妮, 李元豪, 邹鹏飞, 赵梦, 李克凡

  2026,55(9):2317-2324   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250500

  摘要(5) HTML(12) PDF(1.79 M)( 18)

  摘要：在金属材料中引入梯度纳米（gradient nano-grained，GNG）结构，可以弱化或消除强度和塑性的倒置关系，而梯度晶粒尺寸的分布对调控强度和塑性的协同优化具有重要作用。本工作采用分子动力学模拟方法，系统研究了梯度晶粒尺寸分布对GNG Al_0.1CoCrFeNi多主元合金力学特性、应变和应变分布、位错分布以及晶界运动等影响。结果表明，当梯度晶粒尺寸区间位于反霍尔-佩奇关系（inverse Hall-Petch，IHP）→霍尔-佩奇关系（Hall-Petch，HP）过渡区（9.6~19.2 nm）时，体系呈现最佳的强度与塑性协同提高。进一步分析表明，当梯度晶粒尺寸区间处于IHP→HP过渡区（9.6~19.2 nm）时，体系内局域应变和应力的梯度最为显著，而且此时位错密度最大，从而引起了强度与塑性的最佳匹配。当梯度晶粒尺寸区间处于IHP软化区时，晶界活动对塑性变形起主导地位；处于HP强化区时，位错滑移成为塑性变形的主要形式。

• 热处理态MoNbVTa系难熔高熵合金的组织演化与力学性能

  郭威, 祝梦媛, 郑伟杰, 赵世阳, 赵觅, 吴树森

  2026,55(9):2325-2330   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250333

  摘要(8) HTML(6) PDF(2.36 M)( 9)

  摘要：通过调控热处理工艺，系统研究了不同退火温度与保温时间对MoNbVTa_0.5难熔高熵合金的微观组织与力学性能的影响规律。研究发现，退火时间为24 h时，随退火温度升高，合金组织均匀化程度提升。然而在1500 ℃以上退火时合金析出富(Nb, Ta)相，导致了合金塑性劣化。当退火温度为1400 ℃时，随保温时间的延长，合金屈服强度不断升高，而塑性应变因析出相的钉扎效应呈现先升后降趋势。1300 ℃/24 h均匀化退火后合金实现强度-塑性协同提升，屈服强度提高至1530 MPa，室温塑性变形量相比铸态时提高了58.6%，达到9.2%。

• (TiVZrTaW_x)_100-yN_y低活化难熔高熵合金强度、塑性协同优化

  潘熊启玥, 漆陈, 张竟赛, 张俊生, 陈顺华

  2026,55(9):2331-2341   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250561

  摘要(13) HTML(2) PDF(4.14 M)( 15)

  摘要：难熔高熵合金大多表现出较高的强度，但是其室温塑性有限。其强度的提升通常依赖于晶格畸变、固溶强化等，这会限制位错运动进而降低塑性；而塑性提升所依赖的强化机制往往会削弱强度强化效果，因此合金强度、塑性的协同提升一般难以兼顾。为解决这一问题，本研究设计并制备了TiVZrTaW_x（x=5, 10, 15, 20）低活化难熔高熵合金，分析了W含量对合金相结构、微观组织以及压缩力学性能的影响，发现当W含量增加至10%时，合金实现了强度和塑性的协同提升，其硬度、屈服强度和塑性分别为535.7 HV、1808.85 MPa和7.22%。分析其原因，主要可归因于固溶强化和第二相强化。为进一步提升合金的综合力学性能，向TiVZrTaW₁₀合金中添加了不同含量的非金属元素N。结果表明(TiVZrTaW₁₀)_100–yN_y难熔高熵合金的强度和塑性同时得到进一步提升，其中(TiVZrTaW₁₀)_98.5N_1.5合金的硬度、屈服强度和塑性分别达到605.8 HV、2008.66 MPa和11.25%。通过TEM等分析发现，其力学性能的提升主要源于第二相强化、压缩变形中基体和第二相的协同变形以及N元素掺入引起的间隙强化。

• 医用低模量TiZr基多主元合金的设计及生物学性能筛选

  刘宇滢, 赵志超, 雷忠林, 任世乐, 张志源, 杨磊, 蒋婧, 鲁振, 乔吉超

  2026,55(9):2342-2350   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250499

  摘要(4) HTML(8) PDF(1.39 M)( 12)

  摘要：采用磁控溅射共沉积法制备TiZrNbHf多主元高通量合金薄膜，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪和纳米压痕仪等对样品进行相结构、微观形貌和力学性能表征。通过分立生物培养池的构筑，进行各成分位点的高通量生物相容性检测。利用机器学习辅助筛选分析，为低模量合金的设计提供新范式。研究结果表明，TiZrNbHf多主元合金样品均为体心立方结构，其杨氏模量和硬度分别在15~93 GPa和1.7~4.8 GPa的范围内变化；细胞毒性测试结果显示，样品的光密度值集中在0.75~0.90的范围内，生物相容性均表现良好。利用随机森林回归模型，以Ti、Zr、Nb、Hf为输入变量，分析其对杨氏模量的影响，其中Nb影响最显著；结合拉丁超立方采样构建预测数据集，基于模型设计并计算了三种低模量合金成分，为低模量合金设计提供理论依据和数据支持。

• 高熵合金研究现状及其在海洋工程领域应用展望

  朱玉辉, 江恬恬, 周永康, 许玲玉, 杨胜利, 谢斌, 高福洋, 吕逸帆, 朱正旺, 余巍

  2026,55(9):2397-2410   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250444

  摘要(20) HTML(6) PDF(2.26 M)( 16)

  摘要：高熵合金是一种新型合金材料，成分设计突破了传统合金仅以1~2种元素为主的固有理念，凭借多主元组合赋予的结构特征和性能优势，使其在船舶与海洋工程领域具有广阔的应用前景。本文将简要回顾高熵合金的基本概念与研究现状，综述高熵合金在结构力学、涂层防护、耐腐蚀、抗辐照及构件制备等场景中所表现出的技术突破、性能特点及机理分析，特别关注高熵合金在船舶及海洋工程领域的发展情况及应用场景，总结当前高熵合金研究过程中存在的突出问题，提出适合船舶与海洋工程领域应用的高熵合金体系、性能等设计方法与制备方向，从而明确高熵合金在面对海洋环境等复杂服役工况条件下系列腐蚀和防护等实际问题的解决方法，以及综合性能优越、环境适应性更强的前沿高熵合金材料未来发展新思路。

• 激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能研究进展

  张哲, 张舒研, 王拓

  2026,55(9):2411-2420   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250384

  摘要(3) HTML(17) PDF(1.19 M)( 16)

  摘要：水力机械是水电站和泵站的核心装备，主要包括水轮机和水泵，而在水轮机上发生的空蚀和冲蚀是使过流部件失效的主要形式。自20世纪60年代以来，一直是困扰水力机械发展的关键难题。众多学者不断研究发现，在基体材料表面制备一层致密的涂层，可有效防止空蚀和冲蚀给水力机械带来的危害。激光熔覆技术作为一种新型表面改性方法，为涂层在工业上的应用拓展了新的领域。通过对现有研究归纳，本文将综合分析空蚀和冲蚀的作用机理、影响因素及预测方法，包括粉末成分和工况因素等对激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能的影响。在此基础上根据目前材料在空蚀、冲蚀性能上存在的弊端，总结了截至目前所存在的问题，展望了未来激光熔覆合金涂层材料的发展方向和趋势，为开发性能优异的激光熔覆涂层材料提供参考。

>材料科学

• 热处理工艺对Ni基合金复合涂层组织与性能的影响

  李家栋, 邵华阳, 周子龙, 赵宇辉, 贺晨

  2026,55(9):2351-2361   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250269

  摘要(11) HTML(2) PDF(5.05 M)( 13)

  摘要：激光熔化沉积制备的Ni基高温合金涂层会在涂层内部积累大量的残余应力，对涂层的组织与性能产生不利的影响。通过激光熔化沉积技术在304NG不锈钢基体上制备Nb和WC复合强化的4级Ni基高温合金涂层，通过退火处理降低涂层内部的残余应力。研究不同的退火温度和退火时间对涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能和拉伸性能的影响规律。研究结果表明：退火温度的增加会导致涂层中较软的基体相γ-Ni含量增加，硬度下降，离散分布的共晶组织转变为连续分布的网状结构。综合分析，在700 ℃/1 h/炉冷处理后的涂层表现出最优异的耐磨损性能以及拉伸性能，因摩擦磨损产生的疲劳裂纹消失，磨损机制由疲劳磨损转变为磨粒磨损，同时在保证涂层耐磨损性能的同时，增强涂层的塑性，做到强塑性协同增强。

• Zr基共晶合金组织结构与力学性能协同优化研究

  陈力赫, 王睿, 姚欣唯, 海诺, 高英宏, 张周然, 李顺

  2026,55(9):2362-2369   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250283

  摘要(4) HTML(13) PDF(3.23 M)( 13)

  摘要：基于共晶合金设计策略结合Pandat热力学计算，设计并制备了Zr_x(NiFe)_100-x（x=75, 83, 90, wt%）合金，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83wt%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 ℃；Zr₈₃(NiFe)₁₇与Zr₉₀(NiFe)₁₀合金的抗压强度和断裂应变分别为1352±12 MPa、14.2%±0.4%和1263±10 MPa、17.0%±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，Zr₈₃(NiFe)₁₇与Zr₉₀(NiFe)₁₀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。

• 脉冲磁场处理对TC4钛合金激光焊接件耐蚀性能的影响

  伍彪, 朱子瑜, 钟一震, 陈喆, 张琳, 吴明霞, 刘剑

  2026,55(9):2370-2378   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250282

  摘要(5) HTML(10) PDF(3.96 M)( 15)

  摘要：TC4钛合金激光焊接接头因焊接热效应导致的微观组织不均匀及残余应力，会显著地降低其耐蚀性能。本研究采用脉冲磁场处理技术，研究了磁场强度（0.5、1、1.5和2 T）对焊接接头耐蚀性能的影响规律。结果表明：经磁场处理后，试样的耐蚀性能均有提升。其中，1.5 T最为显著。相较于未处理试样，1.5 T试样的极化电阻（R_p）提升了13倍，自腐蚀电流密度（I_corr）降低了30.3%，维钝电流密度（I_p）降低了40.5%，盐酸浸泡20与40 d的失重率分别降低了1.7%和10.3%。同时，残余应力分布D值的降幅随磁场增强呈先升后降趋势，1.5 T时x方向D值降幅达27.92%，此时磁致塑性效应与位错运动形成最优能量匹配；而磁场强度超过1.5 T后，磁致塑性饱和引发晶格畸变与位错塞积，导致应力重分布效率降低。磁场通过诱导位错迁移与湮灭，降低局部应变（KAM_ave降幅5.8%~6.9%）和残余应力（拉应力降幅72.0%），减少应力集中与小角度晶界比例，有效释放第二类内应力，降低了腐蚀敏感性，为钛合金焊接结构的低成本、绿色化后处理提供了新思路。

• Ni-MoS₂@B-Ti₃C₂纳米异质结构制备及其电催化析氢性能

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

  2026,55(9):2379-2387   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250261

  摘要(7) HTML(6) PDF(3.94 M)( 14)

  摘要：采用硼掺杂碳化钛（B-Ti₃C₂，MXene结构）纳米片作为基底，经水热反应原位生长Ni掺杂二硫化钼（Ni-MoS₂），成功制备了系列Ni掺杂的Ni-MoS₂@B-Ti₃C₂纳米异质结构电催化剂，并对其成分、结构及电催化析氢性能进行了表征与评价。结果表明，1%Ni-MoS₂@B-Ti₃C₂明显优于其它Ni含量的异质结构电催化剂，碱性环境下达到10 mA·cm^-2电流密度仅需130 mV，Tafel斜率为91.8 mV·dec^-1，且能稳定运行12 h以上。理论计算进一步阐明，Ni掺杂有效优化了边缘硫位点的氢吸附自由能，结合MXene载体的强电子相互作用，协同降低了析氢反应能垒。

• 核聚变装置用大厚度TU0/316L爆炸复合板界面微观组织特征与力学性能研究

  宋从斌, 朱磊, 吴江涛, 孙昊, 李东海, 尚稚轩, 刘林杰, 李南南, 曹欣锋

  2026,55(9):2388-2396   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250257

  摘要(5) HTML(7) PDF(4.09 M)( 13)

  摘要：针对核聚变装置“双盒搭接结构”对铜/不锈钢复合材料的高性能需求，本研究采用爆炸焊接制备大厚度TU0/316L复合板，通过微观表征与力学测试揭示界面特性与性能关联。结果表明：爆炸冲击下射流干涉与波阻抗差异诱导周期性波状界面（波长789 μm），波峰/波谷区域分别以熔融混合与固态扩散为主导，波谷扩散深度比波峰大。TU0侧晶粒发生动态再结晶，而316L侧晶粒细化至亚微米级。界面剪切强度（210 MPa）和拉脱强度（230 MPa）均超越铜基体极限，且弯曲实验无界面分层，证实其抗剥离能力优异。研究为核聚变极端工况下复合构件的界面设计与工艺优化提供了关键依据。

优先出版

• 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(22) 全文(9)

  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(11) 全文(9)

  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。

• 多重扩散阻挡效应的双相多主元合金中间层用于p型方钴矿热电材料电界面

  优先出版日期:2026-07-14  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260201

  摘要(8) 全文(10)

  摘要：p型方钴矿及其电连接界面较差的热稳定性，严重制约了方钴矿基热电器件的可靠性。本文设计并制备了一种双相多主元合金中间层（CoFeNiMo0.75），通过Mo合金化，在保持热膨胀匹配的同时，构筑了多重扩散阻挡效应。固溶于面心立方（FCC）基体中的Mo加剧了晶格畸变，从而有效抑制了元素的扩散。而弥散分布的枝晶状富Mo的析出相（μ相）则表现出较低的反应活性，并显著增加了有效扩散路径的曲折度。得益于这种双相协同机制，CoFeNiMo0.75/La0.8Ti0.1Ga0.1Fe3.3Co0.7Sb12 界面表现出优异的热稳定性。在823 K下600 h热老化实验后，界面接触电阻率从仅约2.51 μΩ·cm2增加至3.22 μΩ·cm2，其演变遵循抛物线动力学规律，且具有极低速率常数（约为0.028 μΩ·cm2·h-1/2）。同时，界面剪切强度基本保持稳定（约16 MPa）。上述结果表明，双相策略在为下一代热电界面构建稳固、多层级的扩散阻挡层方面具有巨大潜力。

• 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(44) 全文(28)

  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(98) 全文(75)

  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(71) 全文(66)

  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(64) 全文(72)

  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(85) 全文(92)

  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(77) 全文(72)

  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(85) 全文(67)

  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(99) 全文(67)

  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(64) 全文(76)

  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(55) 全文(82)

  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(54) 全文(74)

  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(64) 全文(64)

  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(64) 全文(68)

  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(64) 全文(68)

  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(62) 全文(76)

  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。

• 高温挤压诱导纳米α-Mn相动态析出协同提升Mg-Zn-Mn-Gd-Ca合金强度与耐蚀性

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250647

  摘要(63) 全文(63)

  摘要：为解决镁合金强度和耐腐蚀性难以协同提升问题，通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射、开尔文探针力显微镜、拉伸实验、浸泡实验和电化学实验，研究了挤压温度（360 ℃和380 ℃）对Mg-2Zn-0.8Mn-0.7Gd-0.3Ca合金微观组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明：提高挤压温度至380 ℃最主要微观影响是显著促进α-Mn纳米粒子的动态析出；该析出相钉扎晶界，抑制晶粒长大；通过第二相强化和细晶强化共同作用，合金屈服强度由202 MPa提升至244 MPa；同时，合金在3.5 wt% NaCl中浸泡稳定后的膜层电阻由2238 ohm cm2提升至4811 ohm cm2，腐蚀速率由1.325 mm·y-1降至0.839 mm·y-1，膜层防护性提升可能与弥散纳米α-Mn粒子析出相关。本研究通过简单改变热挤压工艺，实现了强度与耐蚀性的同时提升，为高强耐蚀镁合金设计提供新视角。

• 砷元素对铜电解精炼阳极钝化行为的影响

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250652

  摘要(34) 全文(17)

  摘要：杂铜阳极已成为工业电解精炼生产的必然选择，但其杂质元素引起的阳极钝化问题，严重影响工业生产和阴极铜质量。砷作为有效抑制阳极钝化的元素，其机理尚不明确。本文对浇铸含砷杂铜阳极电解过程中的阳极极化曲线、恒流氧化曲线、恒电势氧化曲线分析研究，对阳极表面进行AFM表征，对钝化膜和阳极泥进行XRD、SEM、XPS表征，探究砷元素对阳极钝化行为的影响和抑制阳极钝化的机理。结果表明：阳极中砷元素含量升高，其钝化电位和活性溶解时间明显增加，阳极表面溶解更加均匀，抑制阳极钝化的作用越加明显。钝化膜的主要成分是Cu2O，阳极泥的主要成分是As2O3和Cu3As。砷元素溶解产生的H+会降低阳极表面pH，抑制Cu2O钝化膜产生；阳极中砷含量越高，形成的阳极泥结构更加疏松，容易脱落。砷元素的钝化阈值下限为0.02 wt.%，小于该值时阳极钝化趋势增加；较高砷含量的杂铜阳极不容易钝化。

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