2026年第7期

>高温合金

• Mo和W对DZ409镍基高温合金在900 ℃/1000 h下组织稳定性的影响

  吴保平, 付媛媛, 吴剑涛, 李龙飞, 栾美琪

  2026,55(7):1724-1732   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250064

  摘要(29) HTML(61) PDF(6.47 M)( 28)

  摘要：重型燃气轮机用镍基高温合金通常具有较高的Cr含量，但高Cr含量给合金的成分设计优化带来了困难。特别是，为了避免有害拓扑密排（TCP）相的析出，限制了固溶强化元素W、Mo的含量。本工作采用复杂多组元扩散多元节技术，研究了W、Mo含量变化对燃机用镍基定向高温合金DZ409在900 ℃、1000 h时效条件下γ/γ′两相状态和TCP相析出的影响作用。实验结果表明：当Mo含量不变时，W含量由3.8wt%继续增加至4.3wt%时，γ′相体积分数略有减少，γ′相尺寸减小且形貌保持球形。当W含量超过4.3wt%时，合金中开始析出σ相和P相。当Mo含量由1.4wt%增加至1.6wt%，同时W含量从4.0wt%降至3.3wt%时，γ′相体积分数略有增加，γ′相尺寸减小且形貌保持方形。Mo 含量超过1.6wt%后，合金中析出σ相和P相。根据APT尖端重构图和各主要元素的离子分布图可知，W含量增大会促进TCP相析出，添加 Mo同时减少W也会促进合金析出TCP相，主要因为W、Cr等元素在γ基体中的富集，使γ相中难熔元素总量超过γ基体固溶极限。

• 热处理对一种高硼镍基高温合金组织及力学性能的影响

  韩少丽, 商行, 侯杰, 刘天宇, 李尚平

  2026,55(7):1741-1747   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20240824

  摘要(26) HTML(40) PDF(8.13 M)( 30)

  摘要：采用SEM、拉伸试验和持久实验等手段探究了热处理对一种高硼Ni₃Al基高温合金组织及力学性能的影响。结果表明，固溶温度由1080 ℃升高至1150 ℃时，枝晶干γ′相的体积分数逐渐降低，形态逐渐由块状向球形转变，γ通道内部析出了细小的三次γ′相。温度由1080 ℃升至1120 ℃时，骨架状一次硼化物部分回溶，颗粒状二次硼化物析出，且随着温度升高，二次硼化物析出倾向增大，温度升至1150 ℃固溶时硼化物完全回溶。经900 ℃×10 h时效后，1080 ℃固溶的合金在800 ℃拉伸时具有900 MPa的极限抗拉强度，在800 ℃/580 MPa具有144.5 h的持久寿命，综合力学性能最优，因此试验合金的最佳热处理工艺为1080 ℃×4 h→空冷+900 ℃×10 h→空冷。

• 短时真空热处理对第二代镍基单晶高温合金表面组织的影响

  熊江英, 王冲, 朱晓闽, 李维明, 段方苗

  2026,55(7):1758-1765   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250063

  摘要(24) HTML(24) PDF(2.77 M)( 27)

  摘要：研究了一种第二代镍基单晶高温合金经过真空固溶热处理后表面化学成分和显微组织的变化，重点研究了加氩气分压和不加氩气分压两种条件对铸件表层的影响。结果表明，在高温真空热处理过程中，加氩气分压进行固溶热处理时，试棒表面出现贫Cr层，表面层形成了明显的3层分布，接近基体的过渡层主要为γ′相+拓扑密堆相（TCP），次表层为γ′相+TCP+β相，表层为γ′相+β相。此时，金属Al和Ni元素在表面沉积。不加氩气分压处理时，试棒表面同样出现贫Cr层，形成了过渡层主要为γ′相+TCP相，表层为γ′相+TCP+β相的2层结构。真空热处理过程中，铸件表面元素的挥发、沉积、氧化、扩散等反应将同时发生。受温度、真空度和分压压力的影响，铸件表面将出现沉积层、贫化层和过渡层。同时对过程中各类反应的热力学和动力学原理进行了详细分析。

• 放电等离子烧结Ti-47.5Al-6.8Nb-0.2W-xY合金高温压缩蠕变行为及机理研究

  于宏宝, 周宇君, 于红艳, 肖树龙, 唐斌, 卢照

  2026,55(7):1766-1774   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250151

  摘要(27) HTML(27) PDF(10.25 M)( 23)

  摘要：采用高能球磨（high-energy ball milling，HEM）和放电等离子烧结（spark plasma sintering，SPS）工艺制备Ti-47.5Al-6.8Nb-0.2W-xY（x=0，0.1，0.2，at%）合金，通过SEM、EBSD、TEM等研究Y微合金化对Ti-47.5Al-6.8 Nb-0.2W合金高温压缩蠕变性能的影响，分别在800~850 ℃进行蠕变试验，应力为250 MPa，时间为50 h。结果表明：Ti-47.5Al-6.8Nb-0.2W-xY合金均由等轴γ晶粒、γ晶界的块状α₂和B2相、α₂/γ片层团组成。添加的Y主要以Al₂Y颗粒的形式在晶界处形成链状结构，Y能细化晶粒并增大α₂/γ片层团，Y含量由0增至0.2at%时，晶粒尺寸从12.1 μm减小至7.8 μm，细化效果最为显著。在蠕变后合金中γ晶粒轻微扁平化，片层发生弯曲和退化现象，片层团内部出现大量细小的再结晶晶粒及球状B2相，蠕变温度升高促进动态再结晶形成。Y的加入显著提高合金的压缩蠕变性能，在800 ℃下，0.2Y合金的最大蠕变应变为8.96%，稳态蠕变速率为4.01×10^–7 s^–1，与无Y合金相比分别降低了32.83%和38.31%。合金力学性能的改善是由于Al₂Y颗粒的第二相强化、片层细化和B2相的减少。

• 大型GH4738合金开坯工艺研究方法及设计依据

  孙攀贺, 张亨年, 张少辉, 李昕, 江河, 姚志浩, 董建新

  2026,55(7):1807-1815   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250115

  摘要(23) HTML(27) PDF(4.05 M)( 28)

  摘要：通过有限元模型结合二次开发的方法，基于工艺串联性和组织遗传性探究了大尺寸GH4738合金在复杂连续变形的开坯工艺中坯料内部晶粒组织分布及演化情况，给出了一种工艺设计、结果预测的通用性方法。根据Ф660 mm级GH4738合金实际开坯工艺进行了有限元模拟计算，将模拟结果与实际坯料对应位置的晶粒度进行了对比，验证了所建立模型的可靠性及准确性。依托该模型，以典型的镦粗和拔长过程为例，分析并给出了工艺参数对坯料在多火次变形过程中的组织演变规律及工艺制定方法：在镦粗过程中，随着压下速度的增大、变形温度降低、压下量减小，坯料内部动态再结晶程度下降；在拔长过程中，随着压下速度的减小、拔长温度升高、进给量减小，坯料内部动态再结晶程度升高。此外，结合具体分析，在镦粗过程中建议压下速度控制在5~12 mm/s，第1次镦粗温度为1160 ℃，单火次压下量控制在25%~35%之间；而拔长过程相较于镦粗过程更为复杂，在综合考虑坯料内部晶粒细化、拔长过程中坯料表面温降、出现“凹心”现象等因素后建议：单火次拔长压下速度控制在60~90 mm/s之间，第2次拔长温度选择1120~1130 ℃之间，单火次拔长进给量控制在200~350 mm之间。

• Mo含量对Inconel617合金晶界碳化物及高温拉伸性能的影响

  刘毓轩, 欧美琼, 马敬, 高明, 陈灵芝, 郝宪朝, 马颖澈

  2026,55(7):1816-1822   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250132

  摘要(22) HTML(27) PDF(4.13 M)( 27)

  摘要：以在第4代核能系统具有重要应用背景的Inconel617合金为对象，采用热力学计算、SEM、TEM、EBSD和高温拉伸测试等手段，研究了Mo含量对Inconel617晶界碳化物析出和高温拉伸性能的影响。结果显示，当Mo含量为8wt%~9wt%时，合金晶界仅存在细小的颗粒状M₂₃C₆，而当Mo含量为9.3wt%~9.6wt%时，合金晶界上观察到大量粗大的块状M₂₃C₆和M₆C。随Mo含量由8wt%增加到9.6wt%，合金的伸长率呈现出先增大后减小的趋势，其中含8.5wt%~9.3wt% Mo的合金表现出良好的强塑性匹配。断口观察分析表明，由于颗粒状M₂₃C₆对晶界有较好的强化作用，合金高温拉伸断口呈现穿晶断裂特征，而当晶界处析出大尺寸M₆C和M₂₃C₆时，会促进沿晶裂纹形成，导致高温拉伸断口开始出现沿晶断裂特征。面向第4代核能系统高温部件应用的Inconel617合金Mo含量应不超过9.3wt%，建议控制在8.5wt%~9wt%。

• GH4698合金微观组织调控机制与中温力学行为研究

  赵倩敏, 赵新宝, 金巨烽, 郑哲帅, 岳全召, 夏万顺, 李沛, 谷月峰, 张泽

  2026,55(7):1823-1832   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250137

  摘要(27) HTML(29) PDF(10.96 M)( 27)

  摘要：设计了不同的热处理制度，通过SEM、EDS、TEM以及拉伸实验等方法研究了不同制度下GH4698合金的组织演变及750 ℃拉伸性能，为合金微观组织调控和力学性能优化提供参考。结果表明：多级热处理制度使合金中γ′相尺寸呈多峰分布，其中小尺寸γ′相对合金强度有利，大尺寸γ′相利于提高合金塑性。在750 ℃下，经1030 ℃/4 h, AC+1000 ℃/4 h, AC+875 ℃/16 h, AC+725 ℃/16 h, AC热处理的合金析出3种尺寸的γ′相，合金晶内与晶界的强度得到协调，促进了位错滑移的传递，使合金塑性提升，具有最佳的综合力学性能，抗拉强度为706 MPa，断后伸长率达到9.3%。

• 热处理工艺对定向凝固高温合金4777DS再结晶的影响

  张琼元, 张子越, 杨啊涛, 吕梦雪, 贺群功, 姚志浩, 王海洋, 董建新

  2026,55(7):1833-1839   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250141

  摘要(22) HTML(23) PDF(11.68 M)( 22)

  摘要：采用SEM、EBSD研究了不同热处理工艺、不同合金状态以及去应力退火工艺对4777DS合金再结晶缺陷的影响。合金不同热处理温度下保温后观察再结晶的情况表明：合金发生再结晶的温度为1055 ℃，热处理温度高于γ′相溶解温度时，再结晶呈现等轴再结晶形貌，而低于γ′相溶解温度时则呈现胞状再结晶形貌。随着热处理时间的延长，大角度晶界占比减少，产生的退火孪晶有助于降低畸变能。对比不同合金初始状态发生再结晶的情况可以发现，铸态合金发生再结晶的倾向最大，结合工程实际，发现较短时间的退火可有效地降低合金再结晶的情况。

• 混晶组织对镍基变形高温合金持久性能的影响与机制研究

  任俊宇, 赵张龙, 翟雪婷, 万志鹏, 朱文轩, 赖运金, 马宽, 王涛

  2026,55(7):1840-1848   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250433

  摘要(27) HTML(24) PDF(11.48 M)( 27)

  摘要：通过控制镍基变形高温合金锻造和热处理工艺，制备了粗晶体积分数为0%~100%的混晶组织，测试了不同混晶组织730 ℃/530 MPa的持久性能变化，获得了混晶组织对合金持久性能的影响规律与机制。结果表明：经730 ℃/ 530 MPa持久性能测试后，粗晶体积分数为0%~100%的混晶组织表现出差别较大的持久性能，粗晶体积分数15%的混晶组织持久寿命最短，粗晶体积分数100%的粗晶组织持久寿命最长；较低粗晶体积分数0%~15%的混晶组织试样高温持久断口呈现出典型的韧性断裂特征，而较高粗晶体积分数50%~100%的混晶组织试样持久断口呈现出沿晶断裂特征。所有混晶组织试样高温持久变形均以位错运动主导的晶内变形和晶界滑移为变形机制，但随着粗晶体积分数改变，{111}晶面上强织构及粗、细晶粒内部位错分布均产生变化，位错塞积与晶界滑移诱导的应力集中和孔洞形核倾向存在差异，影响了合金的高温持久性能。

>铝合金

• (Ti₂Al₂₀La+Al₃Ti)/Al-7Si复合材料的显微组织、力学性能和耐磨性能

  安家志, 刘泉锋, 丁万武, 魏国立, 余海存, 杨成亮

  2026,55(7):1641-1650   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250374

  摘要(26) HTML(26) PDF(12.30 M)( 30)

  摘要：采用熔配法制备了富含Ti₂Al₂₀La和Al₃Ti增强相的(Ti₂Al₂₀La+Al₃Ti)/Al-7Si复合材料，研究了不同Al-Ti-La合金添加量对复合材料的显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明：向Al-7Si合金中加入10wt% Al-Ti-La合金得到的(Ti₂Al₂₀La+Al₃Ti)/Al-7Si复合材料由细小的α-Al晶粒、短棒状共晶Si、块状Al₃Ti及Ti₂Al₂₀La相所组成。复合材料的抗拉伸强度、延伸率、硬度分别为176.9 MPa、11.62%、73.2 HV，与Al-7Si合金相比，分别提高了13.4%、57.0%、26.2%，具有较高的强塑性，此外复合材料的耐磨性能也提高了20.1%。复合材料性能的提升有两方面影响因素。一方面是由于强化相Al₃Ti与铝基体交界处形成了Al₃Ti过渡层，且该过渡层与Al₃Ti呈半共格关系。另一方面，强化相Ti₂Al₂₀La中的La元素能够吸附Si元素，导致Si元素富集在Ti₂Al₂₀La相边缘，形成半共格的Si层。

• 添加Ce对1060集流体电池铝箔组织和性能的影响

  赵星驰, 李瑞雪, 李芃昊, 李婉莹, 李继林, 姜博, 杜新伟

  2026,55(7):1664-1672   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250416

  摘要(27) HTML(23) PDF(5.01 M)( 19)

  摘要：选用商业用1060集流体电池铝箔作为基体，添加稀土元素Ce，采用熔炼、除气净化、过滤处理、热轧、冷轧等工艺处理掺Ce铝箔，分析Ce添加对1060集流体电池铝箔的影响规律和机制。结果表明：在1060集流体电池铝箔中形成了AlCeSi金属间化合物相，其作为异质形核核心，能够细化晶粒；在冷轧变形过程中，晶界处含有Ce的第二相粒子产生强Zener钉扎效应，增加位错密度，抑制再结晶。细晶强化和位错强化协同强化，改善了铝箔的力学性能。添加Ce还能够降低基体中杂质元素的固溶度，改变晶格畸变散射，提高其导电性。添加稀土元素Ce，能够细化晶粒，促进腐蚀电位沿正向移动，进而提高耐腐蚀性能。

• 搅拌摩擦加工低镁Al-Mg-Sc-Zr合金组织及高应变速率超塑性

  梅霖, 孙永波, 谢靖, 陈兴品

  2026,55(7):1716-1723   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250070

  摘要(34) HTML(30) PDF(8.22 M)( 26)

  摘要：研究了搅拌摩擦加工速比因子对Al-3Mg-0.1Sc-0.1Zr合金显微组织、显微硬度和超塑性能的影响。结果表明，随着速比因子和热输入的增加，搅拌区面积增大，晶粒尺寸变大，动态再结晶更加充分，而搅拌区硬度峰值降低。不同速比因子加工的合金在温度为475 ℃、应变速率为10^–2 s^–1的条件下进行拉伸实验时均发生高应变速率超塑性，并观察到3种类型的真应力-真应变曲线。其中速比因子为4的合金延伸率最高，达到2500%，且在拉伸断裂前产生明显的应变硬化，这将改善常见的超塑性成形后期应力软化流失现象，表现出较高的工程应用价值。优异的超塑性主要归因于热稳定性好的等轴细晶以及高比例的大角度晶界组织，基于晶粒长宽比、孔洞演变以及断口侧面形貌分析，各速比因子下合金超塑性变形的主要机制为晶界滑移。

• 微量Ce元素掺杂对Fe₈₁Al₁₉合金组织、取向与磁致伸缩性能的影响

  郝宏波, 和正华, 李伟杰, 杨恩深, 周磊, 刘鉴德, 张浩宇, 周舸, 沙玉辉, 陈立佳

  2026,55(7):1748-1757   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250049

  摘要(21) HTML(19) PDF(8.08 M)( 23)

  摘要：Fe-Al合金兼具优异机械性能、低成本和中等磁致伸缩性能，是具有巨大应用潜力的新型磁致伸缩材料。本研究利用电弧熔炼制备(Fe₈₁Al₁₉)_100-xCe_x（x=0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4，at%）合金，分析微量稀土元素Ce对Fe₈₁Al₁₉合金的组织、织构和磁致伸缩性能的影响规律。结果表明：在Fe₈₁Al₁₉合金中添加微量Ce使等轴晶转变为柱状晶，并显著提升了有利的η织构体积分数。但柱状晶特征随着Ce含量提高逐渐减弱，导致了η织构的减弱和γ与α织构体积分数的提高。随着Ce元素含量的增加，晶界和晶粒内部区域形成大量富Ce的第二相。其中晶界处主要为富Ce-Al第二相，而在晶内为由Ce-Al包裹富Fe-Ce相的复合第二相。微量Ce元素掺杂显著提高了Fe₈₁Al₁₉合金的磁致伸缩性能，特别是当Ce含量为0.05%时，磁致伸缩系数达到峰值153 ppm，增幅达89%。磁致伸缩系数的显著提升归因于微量Ce元素添加形成更多包含η织构柱状晶以及微量Ce元素固溶导致更多纳米异质相的形成。

• 放电能量对LA103Z/1060Al异种材料电磁脉冲焊接界面形貌的影响

  孙随平, 谢吉林, 刘冠鹏, 王善林, 张体明, 陈玉华

  2026,55(7):1783-1792   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250095

  摘要(23) HTML(18) PDF(6.43 M)( 18)

  摘要：采用电磁脉冲焊接实现了LA103Z和1060Al异种材料的连接，结合数值模拟和实验探究了放电能量对界面形貌的影响、波形的形成机制和界面元素扩散问题。结果表明：感应磁场和感应电流分别与焊接电流大小和变化速率相关。放电能量的提高增大了1060Al受到的洛伦兹力，提高了碰撞速度，而碰撞角度几乎不受影响。回弹现象改变了1060Al和LA103Z的接触状态，这是环形焊缝形成的关键。模拟和实际的界面形貌都为正弦波，且波幅从32 kJ的3.02 μm提高到了38 kJ的6.48 μm。波形的形成源于界面上剪切作用及碰撞引发的剪切不稳定性和金属塑性流动共同作用。界面上没有观察到熔化现象，接头最大剪切强度达到了铝母材的90.38%。模拟结果表明界面上的温度始终低于母材的熔点是接头力学性能提高的关键。

• 可溶铝合金水解过程中镓的回收与浸出行为研究

  张建斌, 王丁梦洁, 张建军, 汪宝堆

  2026,55(7):1793-1800   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250098

  摘要(34) HTML(29) PDF(3.10 M)( 22)

  摘要：选用Al-Ga-Mg-Sn块体可溶铝合金，采用“一步法”湿法冶金技术，以有机酸（草酸、苹果酸、乙酸）溶液、无机酸（硝酸）溶液作为浸出剂，研究酸浸出的浸出剂种类、pH值、温度和浓度对制氢过程中Ga回收率的影响。回收结果发现：在温度为70 ℃，浸出剂浓度为0.2 mol·L^-1时，有机酸溶液均能回收Ga，且回收效果为草酸（86.88%）>苹果酸（73.40%）>乙酸（13.17 %）；而无机酸（硝酸）溶液无法回收Ga。草酸为浸出剂，初始pH值约为3.8，低温高浓度（70 ℃/0.3 mol·L^-1）下回收率为94.38 %；高温低浓度（90 ℃/0.2 mol·L^-1）下回收率为93.78%。为探究Ga的浸出行为，对Al-Ga-Mg-Sn水解过程中pH值变化、回收物 Ga的形态、生成物溶液中固体颗粒粒径与 Zeta 电位进行测试分析，结果表明：Ga回收率随着生成物粒径的减小而增大，随着Zeta电位绝对值的增大而增大。草酸浸出剂的高回收率（94.38 %）对应生成物粒径为155 nm，Zeta电位值为-31.29 mV。

>钛合金

• TB18合金组织无析出区的形成机理

  雷强, 安星龙, 刘向宏, 何龙龙, 赵根安, 尚金金, 邱富城, 王涛, 罗文忠, 林鑫

  2026,55(7):1625-1631   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250359

  摘要(31) HTML(27) PDF(6.58 M)( 22)

  摘要：以TB18合金棒材为对象，通过显微组织表征、成分分析及相结构分析，探究未析出区的形成机理。结果表明：经870 ℃×120 min固溶+525 ℃×240 min时效处理后，TB18合金棒材横截面中间以内区域存在不连续白色亮斑状纯β相无析出区；在等温时效过程中，α_s相优先在β晶界析出并长大，部分无析出区随时效时间增加有所减少但仍有保留。成分分析显示，无析出区中Mo含量偏高、Nb含量偏低，且存在Ti-Nb团簇；固溶时，亚稳β相分解为富β稳定元素的β′′相和贫β稳定元素的β′相，β′相可作为α相形核衬底，而富β稳定元素区域及Ti-Nb团簇会抑制α相析出，最终形成无析出区。本研究为TB18合金工艺优化提供理论依据。

• TC4钛合金超塑性半球形壳体壁厚均匀化控制及性能

  纪玮, 张照煌, 陆子川, 微石, 邱旭扬帆, 张绪虎

  2026,55(7):1683-1691   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250526

  摘要(22) HTML(20) PDF(3.81 M)( 21)

  摘要：球形/胶囊形表面张力贮箱以其结构轻、效率高、可靠性高等优势，在卫星、航天器等领域得到广泛应用。随着航天事业的发展，表面张力贮箱的半球壳体主体壁厚进一步减薄、结构更为复杂、整体性能一致等要求对半球成型工艺带来极大挑战。采用快速正反向超塑成型法，通过调整反向预成型型面，成功实现半球整体壁厚均匀化成型。结果表明，成型后的半球壳体各部位性能、组织形态与初始板材基本一致，半球壳体壁厚具有良好均匀性。

• 燃气轮机大型复杂厚壁钛合金铸件整体精铸成形工艺优化

  冉兴, 陈义斯, 文迪, 龙兴权, 高晓慧, 何良菊, 李培杰

  2026,55(7):1701-1708   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250073

  摘要(63) HTML(30) PDF(3.80 M)( 1692)

  摘要：熔模精铸大型复杂厚壁钛合金机匣是重型燃气轮机的核心部件之一，该铸件具有轮廓高、壁厚大和形状复杂等特征，存在整体成形困难、缩松缩孔缺陷多、尺寸精度低等难题，限制了高功率燃气轮机的装配和使用。本工作采用ProCAST软件开展了离心铸造过程凝固温度场和流场研究，通过分析模拟结果确定了潜在的孤立液相区范围，根据离心铸造特性推导出用于设计螺旋形横浇道和倾斜冒口的数学模型，基于此构建了集合排气集渣、调节流量和优化温度场的一体化浇注系统结构，能够有效降低凝固缺陷。进一步，开发了蜡模分体拼接方案，同时构筑了直浇道、横浇道、内浇道截面积比例为1:2.5:6的浇注系统蜡模树组，结合尺寸定型和型壳加固工装，最终获得了充填完整、冶金质量良好和尺寸精确的优质铸件。为重型燃气轮机的钛合金机匣规模化制造提供了有效的技术指导，其浇注系统构型对于其他大型复杂厚壁钛合金铸件也有一定参考价值。

• V元素对β型钛合金力学性能与电子结构的影响

  于俊博, 张永刚, 戴毅, 侯智敏, 闫丙尧, 江树勇

  2026,55(7):1709-1715   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250075

  摘要(25) HTML(24) PDF(3.23 M)( 24)

  摘要：以β-Ti为研究对象，采用基于密度泛函理论的第一性原理计算的方法，用V原子取代Ti原子构建不同V含量的Ti-V系模型，对其力学性能及电子结构进行计算。计算结果表明：V原子的添加会降低β-Ti的弹性常数和弹性模量，并提升体系的塑韧性，这是由于在形成Ti-V体系时，两种原子均失去电子，体系的电子活跃程度增加，类金属键的键性增强，塑韧性得到提升。此外Ti和V原子的3d轨道主要参与成键，这是导致塑韧性提升的关键原因。同时还有部分电子聚集在两种原子周围，且具备一定的方向性，说明体系内部也有共价键存在，共价键的存在是提升体系机械稳定性的关键所在。

• 基于颈椎受力特点的多孔钛合金拓扑优化设计

  张永弟, 王宇康, 李啊郎, 杨光

  2026,55(7):1801-1806   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250110

  摘要(30) HTML(16) PDF(2.08 M)( 15)

  摘要：为了设计适用于颈椎植入物的多孔钛合金结构，根据颈椎受压缩、压缩-剪切、压缩-扭转、压缩-弯曲等不同受力情况，利用拓扑优化和CAD相结合的方法构建出4种单胞结构TO-C、TO-CS、TO-CT、TO-CB， 并通过压缩仿真进行力学性能分析；最后对采用激光粉末床熔融技术制备的孔隙率60%多孔试件进行了准静态压缩试验。有限元仿真和压缩试验结果共同表明，4种多孔结构的抗压性能和弹性模量均满足人体骨植入物的需求，其中，TO-CB结构的抗压性能最优，适用于作为多孔钛合金颈椎植入物。

>材料科学

• Gd对中子吸收用双相不锈钢组织和力学性能的影响

  贾洞箫, 赵鹏飞, 梁田, 侯坤磊, 姜岳峰, 马颖澈

  2026,55(7):1632-1640   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250353

  摘要(23) HTML(16) PDF(10.89 M)( 25)

  摘要：研究了不同Gd含量对00Cr23Ni8Mo1.4Mn1.4Si0.5合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，Gd元素在合金中主要有3种赋存状态，即Gd₂O₃、M₁₂Gd和M₃Gd相（M=Fe， Cr， Ni）。随着Gd含量的增加，含Gd析出相与铁素体相含量增加，而奥氏体相含量降低。氧化钆和2种含Gd相的析出是合金在热变形过程中开裂的主要原因，部分聚集的氧化钆颗粒与晶界上难以变形的含Gd相降低了合金的热延展性。随着Gd添加量的增加，合金的抗拉伸强度和截面收缩率均降低。此外，与M₁₂Gd相比，M₃Gd更为硬脆，对合金的力学性能破坏性更强。

• 用于纯钛的纳米羟基磷灰石掺杂微/纳结构复合微弧氧化涂层的制备与性能

  冯军, 邓胜勇, 赵颖超, 成俊杰, 杨旭东

  2026,55(7):1651-1663   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250404

  摘要(30) HTML(19) PDF(7.89 M)( 26)

  摘要：通过微弧氧化（MAO）-水热（HT）技术在TA2纯钛表面制备了一种由二氧化钛（TiO₂）和羟基磷灰石（HA）组成的微/纳米结构复合涂层，以提高钛的耐腐蚀性能和生物相容性。通过扫描电子显微镜探究了涂层的表面微观形貌；通过原子力显微镜、水接触角探究了涂层的粗糙度和亲水性；在模拟人体体液中通过电化学阻抗谱和动电位极化测试评估了涂层的耐腐蚀性能；通过体外细胞培养实验研究了生物相容性。结果表明，通过在MAO电解液中掺杂纳米HA，可以获得负载纳米HA颗粒的微米级涂层，再进行HT处理，可以获得具有纳米片状结构的含HA微/纳米结构复合涂层。该微/纳结构复合涂层具备良好的亲水性和耐腐蚀性能。当在MAO电解液中掺杂3 g/L HA并HT处理6 h时制得的涂层性能最佳，水接触角为24.2°，极化电阻最大为2.467×10⁴ Ω·cm²。此外，涂层表面的纳米HA和微/纳结构的协同作用极大地促进了细胞增殖，展现出无细胞毒性，说明涂层具备良好的生物相容性。

• 铂的热变形行为及显微组织演变

  唐会毅, 栾佰峰, 张夫恩, 肖雨辰, 柴林江, 吴保安

  2026,55(7):1673-1682   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250381

  摘要(23) HTML(13) PDF(8.94 M)( 25)

  摘要：通过热压缩实验研究了铂的热变形行为，通过对应力-应变曲线的分析，构建了预测铂流动特性的本构方程。利用本构方程，计算了不同温度和应变速率下铂在热加工过程中的峰值应力。结果表明：预测值与实验结果非常吻合。电子背散射衍射分析揭示了安全加工区域内不同条件下的热变形机制。优选的加工参数为变形温度860~910 K，应变速率0.01~0.1 s^-1。在高应变速率下观察到的不连续屈服是由于晶界上可动位错的增殖和运动造成的。

• 高温超导MgB₂线材体积成形有限元模拟:用金属和粉体的本构模型构建

  胡乐, 侯弘历, 杨芳, 王庆阳, 张胜楠, 刘吉星, 闫果, 张平祥

  2026,55(7):1692-1700   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250326

  摘要(20) HTML(12) PDF(4.94 M)( 21)

  摘要：通过对内部镁扩散（IMD）-MgB₂单芯线用Cu管（加工态）、Nb管（软态）和Mg棒（挤压态）进行不同应变速率（0.001、0.01、0.07 s^-1）的室温拉伸力学试验和对B粉进行室温单轴单向和循环压缩力学试验以获得应力-应变曲线，建立了室温下3种金属的Johnson-Cook本构模型和B粉的弹性模量关于其相对密度的函数关系。同时，基于DEFORM有限元软件进行了室温下IMD-MgB₂单芯线材辊轧体积变形的模拟，分析了材料的变形行为和应力分布。结果表明，建立的3种金属材料的Johnson-Cook本构模型和B粉的弹性模量关于其相对密度的函数能够准确描述IMD-MgB₂单芯线用Cu、Nb、Mg的流变行为和B粉的弹性变形，DEFORM有限元模拟结果也能够有效反映IMD-MgB₂单芯线变形行为；辊轧工艺整体变形均匀，应力分布均匀，但表面存在缺陷。本研究为IMD-MgB₂超导线材的塑性成形工艺优化提供了理论依据。

• 前过渡族金属掺杂对Fe_85.5B₁₃Cu_1.5纳米晶合金结构和磁性能的影响

  孙毓, 李艳辉, 朱正旺, 蒋丽, 张海峰, 张伟

  2026,55(7):1733-1740   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250143

  摘要(26) HTML(18) PDF(5.43 M)( 17)

  摘要：研究了添加1at%前过渡族金属（M=Ti，V，Cr，Zr，Nb，Mo）对Fe_84.5B₁₃Cu_1.5M₁合金快淬结构、晶化组织以及磁性能的影响规律，探讨了不同M影响合金结构及其磁性能的机理。结果表明，除M=Zr快淬合金为完全非晶态外，其余合金均有平均晶粒尺寸（d_α-Fe）小于10 nm的高数密度（N_d）的预存α-Fe晶粒弥散分布于非晶基体中；M掺杂可不同程度降低合金中预存α-Fe的N_d和d_α-Fe，降幅顺次为Cr<V<Mo<Nb<Ti<Zr，与M元素增大合金的原子尺寸错配度和负混合焓值而提升非晶形成能力的程度呈正相关。M掺杂对热处理后获得的α-Fe相/非晶纳米复相组织和磁性能影响显著，相较于Fe_85.5B₁₃Cu_1.5，M=V/Cr/Nb/Mo合金的α-Fe平均晶粒尺寸（D_α-Fe）和矫顽力（H_c）降低，而M=Ti/Zr合金的D_α-Fe和H_c增加；掺杂合金的饱和磁感应强度（B_s）均略有减小；其中，M=Mo合金具有最佳的纳米晶组织和软磁性能，其D_α-Fe、H_c和B_s分别为14.9 nm、8.3 A/m和1.84 T，显著优于Fe_85.5B₁₃Cu_1.5合金的17.9 nm、22.1 A/m和1.90 T。掺杂Mo实现了快淬合金中预存α-Fe晶粒的N_d和d_α-Fe的优化匹配，增强了热处理晶化过程中的α-Fe晶间协调竞争生长效应，有效细化了纳米晶组织，因而降低磁晶各向异性，提高软磁性。

• 变形时效处理N36锆合金基体/沉淀相界面相互作用研究

  薛克敏, 刘叶诚, 王嘉伟, 刘源, 赵佳杰, 张澳, 李萍

  2026,55(7):1775-1782   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250093

  摘要(24) HTML(15) PDF(5.71 M)( 16)

  摘要：采用等通道双转角挤压（equal channel dual angle pressing, ECDAP）大塑性变形工艺制备N36锆合金试样，并进行退火和时效处理。使用OM观察了初始显微组织，使用SEM及TEM分析了沉淀相种类及形貌特征。结合价电子密度差与抗拉强度，分析了时效处理后α-Zr基体与(Zr,Nb)₂Fe沉淀相界面的键合机制，探究了(Zr,Nb)₂Fe颗粒析出行为对ECDAP工艺制备N36锆合金组织及性能的影响。结果表明：ECDAP工艺可以显著细化晶粒，并促进N36锆合金中沉淀相的均匀分布。析出相主要由Zr(Nb,Fe)₂和(Zr,Nb)₂Fe组成，并有大量的内部条纹位错。α-Zr基体与(Zr,Nb)₂Fe沉淀相界面处的价电子密度差为91.02%，晶格失配导致界面位错运动阻力增大，不稳定性提高，易产生相对运动并引发层错。界面位错可能诱导基体位错移动以满足变形需要。4和8 h时效后N36锆合金抗拉强度增幅分别达到2.14%和10.36%，这是由于沉淀相与基体间的强电子不连续性导致的第二相强化增加。

优先出版

• 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(20) 全文(2)

  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(8) 全文(2)

  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(7) 全文(2)

  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(14) 全文(2)

  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(19) 全文(2)

  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(21) 全文(2)

  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(27) 全文(2)

  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。

• Process Optimization for Preparing Uniform and Dense Tungsten Coatings on Throat Liners by CVD 备注（英文论文，RMME-2025-0058）

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250595

  摘要(11) 全文(2)

  摘要：钨优异独特的物理化学性能，使其成为适用于火箭领域的理想材料。化学气相沉积（CVD）技术能够在复杂构件（如火箭发动机喉衬）表面制备均匀的钨涂层，应用前景广阔。本研究对已建立的钨低压化学气相沉积模型进行改进，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化学气相沉积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。

• 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(8) 全文(2)

  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。

• 预氧化的56Cu-22Ni-12Fe-8Al-2La合金在低温铝电解熔盐中的腐蚀行为研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250607

  摘要(11) 全文(2)

  摘要：在800℃下，对未氧化与预氧化的56Cu-22Ni-12Fe-8Al-2La合金阳极在Na3AlF6-K3AlF6-AlF3-Al2O3铝电解熔盐体系中的腐蚀行为进行了研究。结果表明：预氧化合金在800℃氧气气氛下形成的氧化层主要为铝、镍、铁、铜及镧的氧化物。铝电解3小时后，未氧化合金阳极表面腐蚀产物呈三层结构，不连续且多孔的氧化腐蚀产物层在电解过程中形成连通通道，导致电解质直接渗透至金属基体约320微米深度。预氧化合金阳极的腐蚀氧化层厚度约为190微米，外层与内层均含有连续的富镍/铁/铝/铜氧化物（以NiFe2O4、CuAlO2为主），中间层为厚度约15微米且致密连续的NiFe2O4层。该氧化层内仅出现少量电解质渗透现象，且向金属基体渗透程度较浅。与未氧化合金相比，预氧化合金在铝电解过程中表现出更优的耐腐蚀性和稳定性。同时对金属阳极在铝电解熔盐中的电化学性能进行了测试，并探讨了合金在低温铝电解熔盐电解质中的腐蚀机理。

• 事故容错燃料Cr涂层锆合金包壳研究进展

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250608

  摘要(12) 全文(3)

  摘要：事故容错燃料可进一步提高商用核反应堆的安全性和经济性。目前，Cr涂层改进锆合金包壳是短期内能实现工业化应用的事故容错燃料包壳最佳方案。本文综述Cr涂层锆合金包壳的研究进展，从Cr涂层锆合金包壳的发展现状、制备工艺及其显微组织与服役性能三方面展开。首先介绍了Cr涂层在国内外的发展概况。其次阐述了Cr涂层的主要制备工艺，包括冷喷涂、激光熔覆与物理气相沉积等，并分析不同工艺特点与显微组织。然后总结了Cr涂层锆合金包壳的腐蚀性能、辐照性能以及力学性能研究结果，对腐蚀氧化机理、辐照损伤机制与塑性变形机制进行了深入剖析。最后对当前研究中存在的问题以及未来的发展方向进行了分析和展望。

• 电流密度对2195铝锂合金微弧氧化涂层微观结构、耐腐蚀性和耐磨性的影响

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250613

  摘要(27) 全文(2)

  摘要：在硅酸盐 - 磷酸盐电解液中，采用微弧氧化（MAO）技术在 2195 铝锂合金表面制备了陶瓷涂层，研究了不同电流密度（2-8 A/dm2）对涂层微观结构、耐蚀性和耐磨性的影响。通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X 射线衍射仪（XRD）、X 射线光电子能谱仪（XPS）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。微弧氧化涂层主要由 γ-Al?O?和少量 α-Al?O?组成。在最大电流密度下制备的微弧氧化涂层最致密。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 8 A/dm2 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?? A/cm2，比基体的腐蚀电流密度低两个数量级。电化学阻抗谱（EIS）结果显示，在电流密度为 8 A/dm2 时，样品的容抗弧半径最大，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 2 A/dm2 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 8 A/dm2 下制备的微弧氧化涂层耐磨性最佳，磨损率为 0.1355×10?3 mm3/（N?m）。

• 超音速火焰喷涂NiCrBSi涂层高温摩擦磨损性能研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250615

  摘要(10) 全文(2)

  摘要：采用超音速火焰喷涂技术在304不锈钢基体上制备了NiCrBSi涂层，系统考察了涂层在室温、200 ℃、400 ℃和600 ℃条件下的摩擦磨损行为，旨在揭示高温对涂层磨损机制的影响规律。通过扫描电子显微镜（SEM）和高温显微硬度计分别分析了温度对涂层微观结构和力学性能的作用机制，并借助白光干涉仪与拉曼光谱对磨痕形貌及其化学成分进行了表征。结果表明，NiCrBSi涂层在约505 ℃附近出现明显结晶放热峰，高于该温度后涂层结晶程度与微观结构得到显著优化。随着温度升高，涂层孔隙率与显微硬度总体呈下降趋势，在低于505 ℃时下降较为平缓，而超过该温度后降幅显著增大。摩擦过程中，涂层与对磨球间的机械作用及高温环境共同诱导氧化反应发生，生成NiO、Cr?O?与NiCr?O?等一系列氧化物。在温度低于505 ℃时，高温环境引起摩擦系数一定程度降低；随着温度进一步升高，氧化物所起的润滑作用进一步促使摩擦系数下降。与此同时，涂层磨损率随温度上升持续增大，由室温下的2×10?? mm3/(N·m)升高至600 °C时的11.3×10?? mm3/(N·m)。室温条件下涂层的磨损机制主要表现为疲劳磨损；随着温度升高至600 ℃时因涂层硬度显著下降而产生大量磨屑，磨粒磨损上升为主导机制。

• 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(12) 全文(3)

  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(11) 全文(3)

  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(11) 全文(2)

  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。

• 稀土元素Ce对Al-Cu-Mn-Mg合金显微组织及力学性能的影响

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250625

  摘要(10) 全文(2)

  摘要：采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及X射线衍射（XRD）等表征技术研究了微量Ce对Al-Cu-Mn-Mg合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着Ce含量的增加，合金中会形成两种不同的含Ce化合物，一种是凝固过程中形成的初生Al20Ti2Ce相，该相的出现消耗了铝熔体中有效的晶粒细化元素Ti，导致合金的晶粒粗化。另一种是凝固后期通过共晶反应形成的Al16Cu4Mn2Ce相，该相在高温下不稳定，热处理过程中会转变为Al24Ce3Cu8Mn和Al20Cu2Mn3，无法使Al16Cu4Mn2Ce相中的Cu、Mn元素固溶进入Al基体，导致热处理后合金基体中Cu、Mn元素的过饱和度下降。此外，Ce的添加会延缓铝基体中θ""相向θ"相的转变过程，同等热处理条件下，含Ce合金Al基体中的主要强化相为θ""相。稀土元素Ce对合金相组成及显微组织的影响直接体现在合金力学性能的变化，当Ce含量从0增加至0.3 wt%时，与不含Ce的基础合金相比，0.3Ce合金的抗拉强度和屈服强度分别下降了87 MPa和42 MPa，延伸率下降了50%。

• 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(16) 全文(2)

  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。

• 高钛渣自蔓延铝热还原制备钛基合金

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250638

  摘要(17) 全文(2)

  摘要：本文通过研究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、KClO?和CaO为原料，成功通过自蔓延铝热还原法制备出钛基合金。本文对高钛渣铝热还原过程的热力学和动力学进行了计算，分析结果显示，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TiO?，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，钛铝合金中Ti元素的质量分数逐渐降低，Al元素的质量分数逐渐上升，同时钛铝合金中存在少量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Ti?Al；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51.6 wt% Ti、40.6 wt% Al、7.6 wt% Fe、3.4 wt% Mn和1.3 wt% 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。本研究为高钛渣在铝热还原过程中实现钛合金的高值化利用提供了新的技术路径。

• 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(17) 全文(2)

  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。

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