采用喷射沉积方法制备了AZ31镁合金沉积柱坯,利用热轧作为后续加工,研究了镁合金的组织变化及材料的性能.实验结果表明:沉积态合金组织均匀,晶粒细小(平均晶粒尺寸约为20μm);热轧变形的致密化过程、动态再结晶以及退火再结晶使合金具有良好的组织结构和力学性能;轧制态试样断口呈现为脆性解理断裂方式,退火态试样断口则表现为脆性和韧性断裂混合机制

根据作者关于应力、变形和裂断所进行的试验结果,证明斜轧穿孔过程中金属的组织状态发生了一系列的变化,具有一个变形—裂断的发生发展过程,这个规律可以用“五段三层”加以概括。作者分析了金属变形和裂断相互伴随又相互制约关系,论述了中心金属的断裂性质属于正断型的韧性断裂,揭示了在斜轧时金属中心存在一个特殊的加工状态——利于穿孔成型的裂而未断的疏松状态,提出了穿孔工艺实质和最佳穿孔工艺图示以及对中心金属裂断发展过程必须加以利用同时加以控制的观点,试图为正确进行穿孔工艺控制奠定理论基础

本文利用冲击韧性试验、扫描电镜、离子探针及俄歇谱议等手段研究讨论了合金元素Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下韧性的影响规律。研究结果表明:当钢中不含Si或含有少量Si面单独加入Mn,则由于Mn-P在晶界共偏析的原因,使P在晶界的浓度大为增加,导致了钢在淬火和低温回火状态下沿晶断裂的发生,从而降低了钢的韧性水平。在高Mn（2%Mn）钢中加入Si,由于Si在晶界的富集及Si-P的相互排斥作用,使P在晶界的偏析浓度下降。从而在一定程度上抑制了晶界脆性的发展和晶界断裂的发生,使钢的韧性水平显著提高。本文还研究了Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性（350℃脆性）的影响。实验结果表明:低温回火脆性既与杂质元素的晶界偏析有关,又与ε碳化物向渗碳体转化及渗碳体沿原奥氏体晶界成薄片状析出有关,由于Si和Mn既能影响杂质元素,特别是P在晶界的偏聚,又能影响ε碳化物向渗碳体转化,故Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性发生的温度和强烈程度均有显著的影响

将Si-Mn系双相钢（DP钢）作为对比钢种，分析研究了高应变速率下600 MPa级Si-Mn系TRIP钢及含Al、Ni的1000 MPa级TRIP钢的显微组织及其动态力学性能.对DP钢而言，其抗拉强度随着应变速率的增大而升高，断裂延伸率则由于绝热温升的作用也呈上升趋势；对TRIP钢而言，随着应变速率的增大，其抗拉强度不断增大，断裂延伸率先减小后增大，但无法达到其静态拉伸时的塑性水平，这是由于在动态拉伸条件下奥氏体向马氏体的渐进式转变被抑制造成的.此外，在相同应变速率下测得的TRIP钢的绝热温升始终比DP钢高，而这部分高出的热量应当来自于在动态变形条件下TRIP钢中发生TRIP效应后释放的相变潜热

在较高温度下对烧结NdFeB磁体进行机械破碎制取了磁粉.实验结果表明:当破碎温度升高到合金的三元共晶温度附近时,所得磁粉的矫顽力显著高于室温破碎磁粉的矫顽力.高温破碎磁粉矫顽力的升高与磁体破碎时由低温下穿晶断裂向高温下沿晶断裂的转变直接相关.原因在于高温破碎磁粉中,表层穿晶裂纹数量减少,表面较均匀地被富Nd相包覆,以及颗粒中尖锐棱角部位明显减少.高温破碎磁粉的矫顽力经过适当热处理还能进一步提高

采用TIG熔-钎焊焊接方法,以镁合金焊丝为填充材料,对镁合金与镀锌钢进行连接实验,并分析热输入量对接头显微组织和力学性能的影响.热输入量过小会阻碍镁/钢界面反应层的形成而使得焊缝难以焊合,热输入量过大又会促进焊缝内部脆性第二相的长大,降低接头力学性能.接头强度随着焊接电流和焊接速度的增大都呈现先上升后下降的趋势,电流为70 A时强度达到最大,该值接近AZ31B母材的88.7%.此时断裂发生于焊缝熔焊区,断面出现大量韧窝和撕裂棱,呈现出塑性断裂特征

研究了DD3单晶高温合晶在疲劳-蠕变复合作用下的材料形变特点,分析了DD3单晶在不同的交变应力和平均应力的组合下材料的动态变形曲线特点,建立了在930℃此单晶的疲劳-蠕变交互作用变形类的断裂特征图。研究发现DD3单晶合金断裂特征图F区具有较宽的应力范围,而C区则具有相对较窄的应力范围。这表明DD3单晶合金具有相对较强的抗蠕变能力和相对较弱的抗疲劳能力

采用激光区熔定向凝固技术制备Al2O3/YAG/ZrO2共晶自生复合陶瓷,研究其在超高温度梯度、不同激光工艺条件下的快速凝固组织特征及其相互影响,并对其力学性能以及增韧机制进行了分析.研究结果表明:(1)激光区熔定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶由α-Al2O3、YAG以及ZrO2三相组成,不存在其他相以及相间晶团.各相均匀连续分布,耦合生长,呈网状结构,是典型的快速凝固层片状非规则共晶组织.(2)在一定的激光功率密度下,共晶间距随扫描速度的增大急剧减小,最小间距仅为0.2~0.3μm.(3)Y2O3在ZrO2中具有一定的固溶度,固溶程度不同时,ZrO2呈现不同的形貌.(4)定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶陶瓷的硬度高达18.67GPa,室温断裂韧性为8.0MPa·m1/2.第三组元ZrO2的加入、相的小尺寸效应以及裂纹分叉是韧性增强的主要原因

研究了[011]取向的镍基单晶高温合金在750~980℃温度范围和200~680 MPa应力下的蠕变断裂特征.在扫描电镜上对各种实验状态下的蠕变断口和纵向剖面进行了详细观察.研究发现：在低温750℃和中温870℃不同初始蠕变应力条件下,枝晶间区亚晶界处不规则γ＇/γ界面是裂纹主要萌生场所,这些已萌生的裂纹在与外加应力轴垂直的（011）面上沿〈110〉和〈100〉两个方向扩展;980℃不同初始应力条件下,裂纹主要在合金中显微疏松孔洞处萌生,沿与外应力轴垂直的方向扩展.观察750℃和870℃不同应力状态蠕变试样的纵向剖面,对亚晶界区不规则γ＇相面积分数的测量和计算表明,用面积分数表征该合金[011]取向在中低温状态下的蠕变损伤程度是可行的

利用扫描电镜(SEM)对XCQ16和20Mn2两种车轴用钢疲劳断口和裂纹扩展断口进行分析,研究疲劳失效过程中的裂纹萌生及扩展机理.结果表明:裂纹均是从试样表面萌生,非金属夹杂和位错是主要的萌生机制;XCQ16钢在疲劳断口中部区的裂纹闭合效应大于20Mn2钢,裂纹扩展较慢;两者在裂纹扩展区的扩展机理不同,XCQ16钢属于塑性断裂,20Mn2钢属于解理断裂;在非金属夹杂上,XCQ16钢多含氧化物和硫化物的混合夹杂,20Mn2钢主要是氧化物夹杂,混合夹杂对材料的疲劳性能影响较小