用共沉淀法制备LaMgAl11O19粉体，证明了提高沉淀温度和pH值可使前驱粉体的性能明显提高。应用差热分析和X射线法研究了磁铅石相的生成温度和粉体的结晶度；使用Scherrer 公式并结合XRD谱计算了晶粒尺寸；用扫描电镜观察了各工艺参数的前驱粉体在1500℃时效5 h后的形貌；使用Malvern ZEN3600粒度仪和Manual measurement软件分析了粉体硬团聚的尺寸分布；用Nd2O3, Gd2O3, Sm2O3替代La2O3，研究了制备多种镁基六铝酸盐粉体的可行性。结果表明：在pH值为11.5、沉淀温度为60℃条件下制备的前驱粉体，其完全相变为纯LaMgAl11O19粉体的初始温度为1440℃，比在常温下沉淀的前驱粉体降低了150℃，磁铅石相的生成效率明显提高。在1500℃时效5 h的粉体其晶粒为纳米尺度。提高沉淀温度和pH值有利于减小晶粒尺寸和降低粉体的热导率。采用相同工艺参数可制备出纯NdMgAl11O19粉体，其晶粒尺寸略大于LaMgAl11O19粉体的尺寸。

研究了Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr铝合金挤压材在固溶-T652和预回复-固溶-T652时的组织和性能。结果表明: 该合金在121℃×24 h时效制度下, 预回复退火处理可有效细化晶粒(从9.76 μm减小到5.56 μm), 降低晶界平均角度(从23.59°降低至17.41°), 显著提高低角度晶界百分比(从53%提高到67%), 提高位错强化, 并显著抑制再结晶的发生, 与固溶-T652相比, 预回复-固溶-T652工艺在不降低强度的情况下可提高其晶间和剥落腐蚀性能(最大晶间腐蚀深度从125.0 μm减少到91.4 μm, 剥落腐蚀从EB级提高到EA级), 在预回复-固溶-T652状态下合金的抗拉强度达到728 MPa, 预回复退火处理能提高合金的强度。位错强化和低角度晶界强化是合金的主要强化机制。

改变到模具底部的距离制备出不同二次枝晶臂间距(SDAS)的A319铝合金, 讨论了SDAS与孔洞尺寸、硅颗粒尺寸及形态比的关系, 深入研究了SDAS对合金拉伸性能、疲劳寿命和疲劳参数的影响。结果表明: 硅颗粒尺寸和形态比与SDAS有很好的线性关系, 当SDAS较大时, 硅颗粒尺寸和形态比也较大, 孔洞尺寸与SDAS之间有类似的关系, SDAS对A319铝合金的杨氏模量和屈服强度几乎没有影响, 而硬度、抗拉强度和延伸率随着SDAS的增大而降低, 疲劳寿命随着SDAS的增大而下降, 疲劳参数也随SDAS的变化而变化: 随着SDAS的增大疲劳强度指数(σ′f)增大, 而疲劳强度系数(ε′f)、疲劳延性系数(c0)和疲劳延性指数(b0)减小。

研究了Sr变质A319铸造铝合金在0.2%应变幅不同加载路径条件下的疲劳性能, 包括循环应力响应特征及疲劳寿命, 并分析了失效试样的断口特征以及Si颗粒的破坏方式。结果表明: 在不同加载路径下材料发生循环硬化程度和速率从大到小排序是: 圆形加载、比例加载和单轴加载, 疲劳寿命随着加载路径的变化与材料循环硬化程度和速率随着加载路径的变化相对应。断口分析结果表明, 宏观断口在比例路径下表现为“人”字形的两条主裂纹, 且从单轴、比例到圆形路径, 裂纹源区逐渐不明显, 裂纹源区和稳定扩展区尺寸也变小, 在单轴加载条件下裂痕的断面基本上与主轴平行, 而在多轴加载条件下裂痕的分布较为分散。

采用超声检测和组织分析并将衰减系数量化研究了GH907合金机匣锻环的组织对其超声波衰减性能的影响，并阐述了超声检测中底波损失的原因。结果表明：超声底波成像图中衰减较大区域的形状与GH907合金低倍组织中的黑晶区形状一致；黑晶区的平均晶粒尺寸大于非黑晶区，并有大量呈魏氏组织形貌的ε相；大量ε相的析出使超声衰减增大近40%。应该从细化晶粒、控制晶粒尺寸的均匀性和抑制ε相过量析出三方面优化锻造工艺以提高产品的合格率。

使用不同品质的铬原料用真空感应熔炼制备GH4169母合金。用光学显微镜和扫描电镜等设备研究合金锭中夹杂物的特征，并分析其形成机理。结果表明，铬的纯度提高则母合金中N、P、S和Mn元素的含量降低，母合金中夹杂物的类型由为氧化物、碳氮化物和复合型夹杂转变为单一氧化物且其含量降低。

在不同温度区间、不同条件下进行GH4169合金的热机械疲劳实验测试其热机械疲劳数据，研究了这种合金的热机械疲劳行为。结果表明：GH4169合金在热机械条件下的迟滞回线具有明显的拉压不对称性；同相位时材料承受压应力，反相位时承受拉应力。拉应力，是影响疲劳寿命的主要因素。应变幅较高时GH4169合金出现平均应力松弛，在高温半周为先循环软化后循环稳定，在低温半周始终趋于循环稳定。

应用Gleeble热模拟技术、EBSD、SEM和OM系统地研究了高温合金GH4169在温度为1000~1150℃、应变速率为 0.01~1 s-1条件下变形的动态再结晶机制和组织演变规律。结果表明：在1000~1150℃、应变速率为 0.01~1 s-1条件下高温合金GH4169的变形抗力最高可达400 MPa；基于动态材料模型绘制出此合金的功率耗散图和流变失稳图，得到了该合金优化的加工区间变形参数为1020~1070℃和0.03~0.63 s-1。分析GH4169在变形过程中动态再结晶演化规律，明确了动态再结晶晶粒以在原奥氏体晶界处的非连续动态再结晶为主，连续动态再结晶以亚晶持续旋转机制形核。还确定了Σ3n非共格孪晶界演变规律，动态再结晶晶粒的体积分数比越大晶粒越细小Σ3晶界密度越高，动态再结晶晶粒的长大优先于Σ3n非共格孪晶界的形成。

研究了熔速对氩气保护GH4169G电渣锭宏微观组织及非金属夹杂物的影响。结果表明:适当增加熔速有利于缩短铸锭的局部凝固时间，减小二次枝晶间距，从而细化枝晶组织，但对Nb、Ti等易偏析元素沿径向的宏观分布影响不大。熔速对GH4169G铸锭中的夹杂物类型影响较小，主要为氧化物、氟化物和氮化物三类。夹杂物在铸锭表面最多，向内部迅速减少并趋于稳态。铸锭内部夹杂物多以氧化物为核心，氮化物为次外层，碳化物为最外层的双层或三层结构。采用MeltFlow-ESR模拟方法，分析了熔速对重熔过程中夹杂物运动轨迹的影响，发现提高熔速有利于夹杂物向铸锭表面运动，降低铸锭表面夹杂物富集区的厚度和铸锭内部夹杂物的数量。此外，提高熔速有利于缩短夹杂物析出长大的时间，降低夹杂物尺寸。

将低膨胀高温合金GH2909分别在500℃、600℃和650℃时效2000 h，研究了长期时效对合金组织和性能的影响。结果表明：GH2909合金在550℃和600℃时效2000 h后其组织稳定性较高，强度略有提高，塑性基本不变。而在650℃时效2000 h后合金的拉伸强度明显降低，室温塑性下降，尤其是在室温下断面收缩率明显降低，但是高温塑性却显著提高。其原因是，GH2909合金在650℃长期时效过程中析出了大量贯穿晶粒且呈魏氏组织形貌的针状ε/ε″相，而强化相γ′相明显减少。同时，在该温度下γ′相明显长大且其稳定性下降。

制备三种表面有不同深度划伤的690TT合金传热管试样并观察划伤导致的微观组织变化，研究了表面划伤对腐蚀、应力腐蚀行为的影响。结果表明：在传热管表面划伤的划伤堤和划伤谷附近出现了严重的塑性变形，并在划伤堤附近产生了大量的滑移台阶和撕裂变形征；划伤深度对不同划伤区域腐蚀产物的形貌、成分和分布等没有明显的影响；随着划伤深度的增大SCC裂纹的数量和长度都呈增加的趋势，说明材料的SCC敏感性增强；划伤产生的滑移台阶、微裂纹等缺陷，易成为SCC裂纹优先萌生位置。

为了提高Ti-6Al-4V合金的加工硬化率和塑性，基于其团簇成分式12[Al-Ti12](AlTi2)+5[Al-Ti14](V2Ti)设计成分式为4[Al-Ti12](AlTi2)+12[Al-Ti14](V2Ti)的(Ti-4.13Al-9.36V, %)合金，采用激光立体成形工艺制备Ti-4.13Al-9.36V和Ti-6.05Al-3.94V(对比合金)，研究了沉积态和固溶温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明，沉积态Ti-4.13Al-9.36V和Ti-6.05Al-3.94V合金的显微组织均由基体外延生长的初生β柱状晶和晶内细小的网篮α板条组成。Ti-6.05Al-3.94V合金的初生β柱状晶的宽度约为770 μm，α板条的宽度约为0.71 μm；而Ti-4.13Al-9.36V合金的初生β柱状晶的宽度显著减小到606 μm，α板条的宽度约为0.48 μm。经920℃固溶-淬火处理后Ti-6.05Al-3.94V样品的显微组织为α'+α相，其室温拉伸屈服强度约为893 MPa，抗拉强度约为1071 MPa，延伸率约为3%。经750℃固溶-淬火处理后Ti-4.13Al-9.36V样品的显微组织为α''+α相，与α'马氏体相比，应力诱发的α''马氏体能显著地提高合金的加工硬化能力，其室温拉伸屈服强度约为383 MPa，抗拉强度约为 989 MPa，延伸率达到了17%。这表明，根据团簇理论模型调控α''+α的显微组织能有效提高激光立体成形Ti合金的加工硬化能力和塑性。