摘要：计算材料学经过近30年的发展,已形成针对材料不同层次和尺度的理论模型,包括第一性原理计算、分子动力学、蒙特卡洛模拟、相场理论、CALPHAD技术及有限元分析等。其中计算材料热力学在多层次跨尺度材料设计中占据重要的地位。通过计算材料热力学获得的多元合金体系的相关系、相组成和相对量、相转变驱动力及其它热化学数据等基础性研究成果,将直接服务于相关材料的设计与研发。简要介绍了计算材料热力学的发展历程及其基本原理,结合Mg基合金设计过程,基于建立的部分Mg合金体系的热力学数据库,从固溶强化、时效强化、析出强化、晶粒细化、非晶形成能力等方面,对Mg合金体系的热力学评估方法和研究现状进行了概述,并根据Mg合金热力学数据库中关于Mg-Zn-Zr/Ca体系的热力学特征函数,计算相平衡关系,示例分析了Mg-Zn合金中Zr和Ca的合金化作用。

摘要：Zn作为人体必需的微量元素,具有理论适中的降解速率和降解行为,因此在近年来,成为继镁合金与铁合金后的一种新的可降解医用植入材料。锌合金的设计、加工制备以及降解机理的研究刚处于起步阶段,尚未形成系统性的研究成果。本文就目前可降解锌合金的研究现状及未来的研究方向进行综述。

摘要：采用XRD、电化学极化曲线、化学浸泡等实验方法 ,研究了腐蚀性水体系中单种无机盐、复配无机盐缓蚀剂对AZ91D镁合金的缓蚀作用 ,并用正交优化设计确定了Na2 MoO4+Na2 SiO3 +KMnO4复配无机盐缓蚀剂的优化配方 ;研究了水 -乙二醇 (1:1)防冻液基础液体系中缓蚀剂对AZ91D镁合金的缓蚀作用 .结果表明 ,在腐蚀性水中KMnO4、Na3 PO4、Na2 MoO4和NaF对AZ91D镁合金有一定的缓蚀作用 ,Na2 B4O7不具有缓蚀作用 ,有可能加速其腐蚀 ;复配Na3 PO4+KMnO4及Na2 MoO4+Na2 SiO3 +KMnO4对AZ91D镁合金腐蚀有缓蚀作用 ,而Na3 PO4+Na2 B4O7会加速其腐蚀 .在水 -乙二醇体系中 ,Na2 S对AZ91D镁合金腐蚀有较好的缓蚀作用 ;确定了 2种适用于水 -乙二醇中的有机 -无机复合缓蚀剂配方 ,缓蚀效率分别为 98 .1%和 94 . 3% .

摘要：综述了量子化学计算和分子动力学模拟在金属加工液个性化设计、定制与性能评测研究方面的应用。量子化学计算可以准确获取金属加工液体系中各种分子的化学反应活性、在金属表面的吸附行为等微观性质,实现对摩擦改进剂、防锈剂等添加剂的高效筛选和设计;而分子动力学模拟的优势在于能够得到金属加工液的黏度、热导率等理化性能,模拟或重现实际金属加工的摩擦润滑等过程,尤其是含纳米粒子添加剂的复杂固-液体系的宏观性能。两种方法将为金属加工液功能化、个性化配方优化以及高效性能评价提供理论指导,实现从微观尺度到宏观尺度、从分子性质到产品性能的“自下而上”设计开发。

摘要：Li_(4)SiO_(4)小球与ODS钢的化学相容性对聚变反应器的安全运行具有重要意义。研究了在500、600、700℃的氩气环境中保温300 h后ODS钢与小球接触界面组织和成分的变化。结果表明,在600~700℃时,Li_(4)SiO_(4)小球与ODS钢的界面发生了严重的元素互扩散和反应。在Li_(4)SiO_(4)小球表面,由于ODS钢中Fe和Cr的扩散,出现了一层薄薄的反应层,这也导致了密度的增加,破碎负荷从51 N(500℃)下降到32 N(700℃)。XRD图谱显示,ODS钢表面出现了LiCrO_(2)和LiFeO_(2)新相,说明Li_(4)SiO_(4)小球中的Li和O原子可以扩散到ODS中,与Fe、Cr元素在高温下发生反应形成腐蚀层。在700℃时,腐蚀层可分为2个氧化层。最外层是LiFeO_(2)和LiCrO_(2)的混合物,下一层主要是LiFeO_(2)。在ODS钢的表面,700℃/300 h条件下氧扩散系数为2.2×10^(-14) cm^(2)/s,这说明ODS钢作为一种包层结构材料,在未来的包层设计中需要一层耐腐蚀涂层。

摘要：Mg-Sn基合金是可时效强化镁合金,主要析出相是Mg2Sn。Mg-Sn二元相图中富Mg端的共晶温度显著高于Mg-Al和Mg-Zn二元相图中富Mg端的共晶温度,与Mg-RE的相近,有望发展成为不含稀土的低成本耐热镁合金。本文系统总结了可时效强化Mg-Sn基合金的研究进展,澄清了该类合金组织研究中的基本问题,梳理了合金化的发展脉络,全面且深入地分析了Mg/Mg2Sn固态相变系统的特征,并对Mg-Sn基合金未来的研究进行了展望。

摘要：马氏体时效不锈钢通过中温时效可析出高数密度超细纳米级析出相,使其获得高强度和一定的韧性。但是,当马氏体时效不锈钢在中低温下长期服役时,由于富Cu相、NiAl相等析出强化相的粗化及Fe-Cr基体调幅分解形成脆性富Cr相等,其延展性和冲击性能大幅降低,出现明显的热老化脆化问题,给服役安全性带来隐患。通过适当降低铬含量和析出元素含量、提高镍含量可有效抑制析出强化相的粗化及脆性相的析出。若进一步通过成分设计和热处理调控获得适量的逆变奥氏体,可望有效改善其热老化脆化问题。本文介绍了马氏体时效不锈钢的成分设计原则、析出相特点及其热稳定性对热老化脆化的影响,综述了有利于提高组织热老化稳定性的马氏体时效不锈钢中纳米析出强化相和逆变奥氏体的调控方法,为新型耐老化马氏体时效不锈钢的成分设计和制备提供参考。

摘要：将正向有限元数值模拟和最优化方法相结合,以Digital Visual Fortran为编译平台,开发了基于FEM和最优化方法并与锻件充填缺陷相关的预成形设计系统,并对程序实现过程中的若干关键技术进行了探讨.应用所建立的锻件预成形设计原型系统,对FGH95合金涡轮盘锻件开式锻造过程进行预成形坯料及模具设计,取得了满意的结果.

摘要：石墨易切削钢是顺应易切削钢无铅、低硫这一发展趋势而提出的。具有亚共析组织的钢种其石墨化过程一直很难,因此该钢种开发的关键是促进其石墨化过程。基于增加石墨核心来加速石墨化过程进行了钢种的成分设计与研制。结果表明,正是开发钢中具有与石墨结构(简单六方)相同的BN成为了石墨的形核位置,从而有效促进了开发钢的石墨化过程。开发钢的组织由铁素体和石墨组成,其中,石墨的缺口效应和润滑效果赋予了开发钢较高的切削性能和冷成形性能。

摘要：试验用钢是基于增加石墨核心可以有效促进材料的石墨化过程来进行成分设计和试样制备的.利用光学显微镜,对试样内部石墨化过程进行了间接观察,利用高温显微镜,对试验用钢试样表面石墨化过程进行了原位的直接观察;以及利用场发射扫描电镜对石墨粒子结构进行了精细观察.结果表明,正是钢中具有与石墨结构(简单六方)相同的BN成为了石墨的非均质形核核心,才有效促进了钢的石墨化过程,实现了中碳钢的石墨化.