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。

用重力铸造法制备3种Mg97Y2-x Er x Ni1(x=0.5、1、1.5)合金，研究了其铸态和(520℃，12 h)固溶态的组织和拉伸性能。结果表明：3种铸态合金都由α-Mg基体和18R-LPSO相组成，其中Mg97Y1Er1Ni1晶粒最细，LPSO相的体积分数最高、尺寸最小且分布最为均匀，因此其室温拉伸性能最佳。进行(520℃，12 h)固溶处理后，3种固溶态合金仍然由α-Mg基体和18R-LPSO相组成。固溶态Mg97Y1.5Er0.5Ni1合金晶内出现基面层错，但是并不具有完整的堆垛周期性特征。与铸态相比，3种固溶态合金的室温拉伸性能均有所提高。

在VCoNi中熵合金中添加间隙碳(C)原子制备出(VCoNi)100-x C x (x=0，0.1，0.4，1和2.8)，系统研究了C含量对其微观组织、力学性能以及摩擦磨损性能的影响。结果表明，当C含量为0~1时，随着C含量的提高，均匀态和再结晶态样品的晶粒尺寸均减小，第二相颗粒的含量提高；均匀态样品的织构逐渐向α取向线上聚集，而再结晶态织构均在α线上聚集，且织构最强点均在α取向线上。当C含量为1~2.8时，均匀态样品中出现粗大的胞晶，第二相以棒状和颗粒状并存，退火孪晶减少，未出现典型的织构类型。当C含量为0.1时再结晶态样品的强韧化性能最优，可归因于细晶强化、间隙强化和第二相强化。加入C原子使再结晶样品的摩擦磨损性能提高，可归因于磨粒磨损减弱，而粘着磨损和氧化磨损增强。

基于电弧熔炼法将可燃毒物硼(B)元素添加到AlNbMoZr基难熔高熵合金(RHEA)中，制备出一种具有中子毒物特性的高强度新型核用RHEA材料。对其进行强度为4 MeV的Kr离子辐照实验，研究了这种材料的Kr离子辐照损伤行为。室温压缩结果表明，AlNbMoZrB合金具有优异的力学性能，其压缩屈服强度可达1180 MPa，压缩强度约为1274 MPa，塑性约为4.8%。对辐照前后这种合金的相结构和显微组织演化的分析结果表明，AlNbMoZrB合金具有典型的枝晶组织，其中枝晶区为无序BCC结构基体相，枝晶间区由FCC结构的Al-Zr相及α-Zr相组成，经Kr离子辐照后α-Zr相发生非晶化转变，还产生了高密度<100>和1/2<111>型位错环。在室温辐照条件下位错环的体积密度约为4.11×1022 m-3，尺寸为12~16 nm；在300℃辐照条件下位错环的体积密度降低到约1.63×1022 m-3，尺寸增大到23~27 nm。

研究了纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金在拉伸过程中塑性变形产生的空洞裂纹的演化进程与其拉伸力学性能的相关性，比较了服役温度和平均晶粒尺寸对纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金和纳米晶Ni的拉伸力学性能、微结构演化以及位错总长的影响。结果表明：服役温度从低温10 K升到高温1000 K时多晶CoNiCrFeMn高熵合金比单晶CoNiCrFeMn高熵合金屈服应力的降幅分别为14.9%、13.1%和17.4%；多晶Ni比单晶Ni屈服应力的降幅分别为38.9%、30%和32.3%。同时，随着服役温度的提高，纳米晶高熵合金和纳米晶镍的弹性模量和屈服强度呈线性下降趋势。晶界缺陷诱导的内应力和空洞裂纹缺陷，使多晶镍的屈服应力比单晶高熵合金百分比的降幅更大；空洞裂纹缺陷的产生和其外形尺寸改变是材料服役力学性能急剧下降以及纳米晶高熵合金和纳米晶镍拉伸力学性能显著差异的根本原因。拉伸载荷使多晶材料晶粒内先产生极多的内秉堆垛层错，且随着温度的升高大晶粒易分化出细小晶粒并出现晶粒细化的纳观现象。同时，受内应力的诱导多晶高熵合金和多晶镍更易在晶界边缘产生新位错，且位错分布与内应力分布的趋势一致；随着温度的升高热胀冷缩使多晶材料的晶界范围进一步扩张，使应力的分布区域比在低温下更大。

用放电等离子烧结技术(SPS)制备钛合金/不锈钢复合板，模拟计算连接界面处的电流密度场、温度场和应力场并分析了复合材料的微观组织、界面微纳力学行为和拉伸性能。结果表明：在高能脉冲电流的作用下发生短时尖端放电使连接界面处的温度瞬间升高，连接界面相对平直并发生了明显的Ti、Fe、Cr原子扩散，在界面处生成了少量的TiFe、TiFe2和FeCr等金属间化合物。结合界面处金属间化合物的硬度达到3.557 GPa，远高于两侧金属基体(钛合金2.943 GPa，不锈钢2.717 GPa)的硬度。钛合金/不锈钢复合板的拉伸强度可达385.7 MPa，分别为钛合金母材和不锈钢母材的72%和80%。在拉伸过程中，不锈钢板解理断裂后钛合金板承载直至发生典型的韧性断裂。

对75%变形量热轧态Cu71Al18Mn11合金进行热区温度分别为800、850和900℃和抽拉速度分别为2、5和15 μm/s的正交定向再结晶实验，研究工艺参数对热轧态Cu71Al18Mn11合金的定向再结晶组织和超弹性性能的影响，并分析定向再结晶机理。结果表明：随着抽拉速度的提高，定向再结晶的效果呈现先增强后减弱的趋势。抽拉速度为2 μm/s时为粗大等轴晶中掺杂着少量柱状晶的组织，抽拉速度提高到5 μm/s时可获得大长径比柱状晶组织，但抽拉速度提高至15 μm/s时则定向再结晶组织为柱状晶与等轴晶混合组织。大长径比柱状晶组织的合金其超弹性性能较好，900℃-5 μm/s定向再结晶合金的应变量为12%时残余应变仅为1.1%，超弹性应变为9.05%。抽拉速度和热区温度影响定向再结晶过程中柱状晶吞并其前端一次再结晶晶粒的速度，从而影响定向再结晶组织；当热区移动的速度、柱状晶吞并前端一次再结晶晶粒的速度和柱状晶前端生成一次再结晶晶粒的速度三者达到平衡时柱状晶界面持续向前推进，最终生成大长径比的柱状晶组织。

用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射分析(XRD)等手段表征不同厚度的冷轧态GH3536微米尺度带箔材退火后的显微组织和结构特征，研究这种材料的再结晶和晶粒长大的规律。结果表明，冷轧变形后的GH3536带箔材的晶粒组织呈线条状，其主相为γ相；建立了厚度为200、100和50 μm的GH3536带箔材在1050~1150℃退火10~60 min的晶粒长大方程，得到晶粒长大的激活能分别为Q200 μm=800.34 kJ/mol，Q100 μm=609.50 kJ/mol，Q50 μm=314.79 kJ/mol。厚度较小的GH3536带箔材其晶粒长大激活能也较小，晶粒更容易长大。影响晶粒长大的因素与变形程度和析出相颗粒有关。

采用电弧离子镀在Ti65钛合金板材表面涂覆一种NiCrAlSiY涂层，并对其进行650℃~800℃的循环氧化实验，研究了这种涂层对板材抗氧化性能和室温力学性能的影响。结果表明，经500次循环氧化后涂覆NiCrAlSiY涂层的Ti65板材由涂层、扩散层和基材区三个区域组成，涂层与板材的结合界面比较致密，达到了完全抗氧化级别；涂层表面的氧化物以Al2O3为主，循环氧化温度升高到800℃在涂层表面开始出现TiO2氧化物。在循环氧化过程中涂层与板材间的元素扩散以Ni和Ti元素为主，循环氧化温度升高到800℃发生少量Cr元素扩散；Ni与Ti元素的互扩散导致在涂层与板材的结合界面生成了Ti2Ni和TiNi。循环氧化后的板材其拉伸强度保持率高于90%，涂覆涂层板材的拉伸延伸率可达初始态板材延伸率的30%左右。供货态板材氧化后塑性较低的原因，可能是在高温下氧元素渗入板材表面产生了表面脆性。

研究了缺口应力集中系数不同的深海潜水器耐压壳用TC4 ELI(Extra-low-interstitial) 合金板材在恒总应变幅控制下的低周疲劳行为。结果表明，在应变幅较低(0.7%以下)和应变幅较高(0.8%和0.9%)条件下的光滑试样在循环初期分别发生了循环硬化和循环软化，而缺口试样在0.2%~0.7%应变幅条件下的循环初期均发生了循环硬化。通过循环载荷作用下材料滞回能的变化描述了TC4 ELI合金试样低周疲劳的损伤程度，得到了缺口应力集中系数与低周疲劳性能参数之间的关系，建立了相对裂纹萌生寿命预测模型。利用该模型能较好地预测缺口应力集中系数较低的TC4 ELI合金在高应变幅条件下的相对疲劳裂纹萌生寿命。

采用EBSD、SEM等手段研究了固溶温度对GH4742合金的微观亚结构、力学性能和γ'相的影响。结果表明，固溶温度为1080℃~1120℃时，随着固溶温度的提高基体发生静态再结晶的比例提高，小角度晶界的比例由13.2%降低为3.2%；同时，晶粒显著粗化，平均晶粒尺寸由11.0 μm增大到111.6 μm，Σ3孪晶界的比例由13.2%提高到58.6%。随着固溶温度的提高，基体内一次γ'相的体积分数显著降低、尺寸增大，二次γ'相的体积分数和尺寸增加，三次γ'相的体积分数和尺寸变化较小。在不同固溶温度下γ'相强化增量的变化较小，晶粒粗化是导致其强度降低的主要因素。随着固溶温度的提高GH4742合金的室温强度显著降低，而高温强度提高和持久断裂时间显著增加。固溶温度为1100℃时，GH4742合金的室温和高温力学性能良好。

对Al-2Mg-0.8Cu合金进行室温拉伸实验，并用显微硬度测试、差示扫描量热、扫描电镜和透射电镜观察等手段对其表征，研究了冷轧变形和添加Si对其时效析出行为和力学性能的影响。结果表明，轧制能加速这种合金的时效析出行为和缩短峰时效出现的时间。80%的变形量和1 h退火，使Al-2Mg-0.8Cu合金达到峰时效。添加Si能进一步加速时效析出动力学和细化S相，添加0.3%(质量分数)的Si能完全固溶到Al-2Mg-0.8Cu合金的基体中。冷轧变形量为40%的Al-2Mg-0.8Cu-0.15Si合金，其屈服强度为240 MPa、抗拉强度为353 MPa、断后伸长率为16.5%和抗拉强度塑性乘积为5.66 GPa·%。使这种合金具有最佳力学性能的轧制变形量和Si元素添加量，分别为40%和0.15。

在Fe-Cr-Al-Mo-Nb合金中添加Ta和Zr元素，在高纯Ar气氛中制备了四种合金铸锭。对铸锭在1473 K进行2 h均匀化处理后再进行固溶处理，然后将四种合金板在1473 K下退火10 min进而在1073 K和873 K下进行多道次轧制得到金属板材，再对板材进行873 K/24 h时效处理和在不同温度的回溶处理。对不同状态的合金进行金相和扫描电镜组织表征以及力学性能测量，研究了Ta/Zr对这种合金温轧板材中第二相析出演变和显微硬度的影响。结果表明，时效合金主要由粗大的初生Laves相和细小的Laves相粒子构成，Zr元素的添加增加了细小Laves相粒子的析出，延缓了粗大Laves相粒子的析出；随着回溶温度的提高第二相粒子都发生显著的粗化和回溶，Zr和Ta/Zr元素改良的合金都表现出较高的组织稳定性，显著抑制了第二相粒子的高温回溶，在1473 K/1 h热处理后Laves相的体积分数分别为0.1%和0.2%。Zr元素的添加显著抑制了高温时晶粒的粗化，这种粗化与高温下Laves相粒子对晶界的钉扎有关。

使用石墨作为固体润滑剂、硅酸钠为粘结剂、二氧化硅为填料、去离子水为分散介质，用浆料法在Ti-6Al-4V钛合金表面制备石墨基粘结固体润滑涂层。用球盘式摩擦磨损试验机测试这种涂层在500~800℃的摩擦学性能，使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段分析其物相、显微组织结构、元素组成及其化学态，研究了这种涂层的润滑机理。结果表明：这种石墨基粘结固体润滑涂层在600~700℃的摩擦学性能优异，在660℃其摩擦系数(0.03)和磨损率(0.953×10-4 mm3/(N·m))最低。涂层中的熔融硅酸钠与SiO2的协同润滑作用降低了石墨的热损失，在摩擦界面上生成的易剪切的粘性成分减少了摩擦磨损；在摩擦过程中，石墨通过层间剪切和吸附气体产生了良好的润滑性能，SiO2增强了涂层的承载能力和涂层与基体之间的粘结强度，使涂层的耐磨性能提高。

分别在980℃/200 MPa和870℃/430 MPa条件下对镍基单晶高温合金DD413进行应变量为0.2%、0.5%和1%的蠕变中断实验，模拟在热-力耦合作用下这种合金的组织损伤特征并进行量化表征，对比研究了预应变对其蠕变性能的影响并建立了组织损伤参量-剩余蠕变性能的关系。结果表明：DD413合金的组织退化损伤，主要有γ'相体积分数的降低和γ'相筏化程度的提高。蠕变温度越高其组织损伤越严重，合金的再蠕变性能越差。与γ'相筏排化相比，γ'相体积分数的降低对合金蠕变性能的影响不大。

用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察两种“W替Re”型低成本第二代镍基单晶高温合金分别在982℃/248 MPa和1070℃/137 MPa条件下持久变形断裂后的微观组织，研究了其变形的机制。结果表明，两种合金的持久性能均达到第二代单晶高温合金的水平；持久变形断裂后γ'相连接并合并成“N型筏”结构，随着与距离断口位置的接近γ'相的扭曲变形程度加剧。在相同条件下8.5W+1.0Re合金γ'相的筏形化程度比8.0W+1.5Re合金低；与982℃/248 MPa条件相比，在1070℃/137 MPa下两种合金持久变形断裂后的界面位错网更加致密。在相同条件下，8.0W+1.5Re合金比8.5W+1.0Re合金的位错网更致密，8.5W+1.0Re合金在两条件下持久变形断裂后都能观察到剪切进γ'相的a<010>超位错；两种合金失稳断裂的主要原因是，γ基体中的a/2<110>位错剪切进入γ'相使筏形γ'相变形加剧，裂纹在γ/γ'界面处萌生和扩展，最终使合金断裂；γ/γ'两相界面上的位错网和a<010>超位错可在一定程度上提高合金的持久变形抗力。

研究了Mn对Mg95.5Y3Cu1.5合金的组织、拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明，随着Mn含量的提高合金中的初生α-Mg相细化，其形貌由树枝晶转变为等轴枝晶状，而LPSO相的形貌和体积分数未发生明显的变化；合金的屈服强度、极限拉伸强度和伸长率都提高，与未添加Mn的合金相比Mn含量为0.9%(原子分数)的合金分别提高了20.7%、17.6%和41.0%。合金试样在1%(质量分数)NaCl溶液中的析氢速率、质量损失速率和腐蚀电流密度都降低，腐蚀电位向正向移动，表明其耐腐蚀性能提高。

用化学腐蚀方法制备出3D多孔自支撑型Mn50Fe12.5Co12.5Ni12.5Cr12.5高熵合金。电化学测试结果表明，将这种高熵合金放入1 mol/L KOH的碱性溶液中，电流密度为10 mA·cm-2时过电位为281 mV，Tafel斜率为63 mV/dec,表明其电催化性能优于商业RuO2的性能。在电流密度为50 mA·cm-2的条件下连续工作50 h，工作电压没有明显的升高，表明这种富锰高熵电催化电极材料具有优异的析氧稳定性。电化学阻抗谱表明，这种自支撑型结构的块体高熵合金催化剂具有出色的导电性，与负载型催化剂相比其电子转移能力显著提高。

设计并用真空铜模吸铸制备了近α型双相Ti-Al-V-Mo-Nb-Zr合金系列，其成分框架满足Ti-6Al-4V的α+β双相团簇式，即α和β相团簇式的比例为12:5。同时，通过多元合金化尤其是改变Zr含量，可将后者改造成具有更高β稳定性的形式[Al-Ti14-x Zr x ](Mo0.6Nb0.2V1.2Al)，x=0.6~3。这些合金的铸态组织其特征为网篮状，并含有大量针状α'马氏体。随着Zr含量的提高这些合金的晶粒细化，其强度和硬度也随之提高，Zr含量最高的Ti-6.7Al-2.2V-2.1Mo-0.7Nb-10.0Zr合金达到超高强水平，其铸态的拉伸强度为1404 MPa，维氏硬度为451HV，与热处理后的典型超高强钛合金β-21S的性能接近，与在相同条件下制备的Ti-6Al-4V相比其强度和硬度分别提高52%和39%，比强度和比硬度分别提高45%和33%。

用磁控溅射方法制备了低粘结TaO与低摩擦系数WS复合的TiAlTaN/TaO/WS复合涂层。该涂层由Ti过渡层、TiAlTaN耐磨层、TaO低粘结层和低摩擦系数WS层组成。涂层复合使表面形貌从多边形变为球形，但是不影响原涂层的相组成和柱状晶组织。复合涂层使原涂层的硬度和弹性模量降低，但是使摩擦系数从0.648降低到0.102。低摩擦系数复合涂层的润滑性能使切削钛合金的效率提高了84%，比商用涂层提高33%。