摘要：高熵合金具有很广泛的应用价值。目前,传统的铁基合金达不到高速切削的要求,为提高传统刀具材料在高速切削下的性能,国内外通过激光熔覆技术对传统刀具材料进行了改性。本文综述上述研究,同时也总结高熵合金块体与涂层的制备方法及研究现状。从热力学半经验判据设计合金成分出发,首先,介绍成分设计下的基础合金体系的显微组织与性能,探究添加不同合金化元素对涂层组织与性能的影响机制。其次,介绍退火和工艺参数对刀具表面激光熔覆高熔点高熵合金涂层的组织与性能的影响。最后展望高熔点高熵合金涂层的发展前景。

摘要：高熵合金作为金属材料领域近年来的三大突破之一,其开拓性地打破了传统合金设计理念的思想囚笼,适当配比的高熵合金可制得具有高强度、高耐磨性及耐蚀性等优异性能的合金材料。Fe、Co、Cr、Ni四种元素在高熵合金体系中研究得最为广泛,并得到一定的研究成果。从CoCrFeNi-M系高熵合金的结构与相变特点切入,介绍了高熵合金的结构分类特点,分析了高熵合金相形成及其规律,阐述了合金元素对铸态高熵合金相结构的影响,探讨了高熵合金的热处理过程。最后,总结了高熵合金的研究现状及其存在的问题。

摘要：为了在钛合金表面获得具有生物活性和生物相容性的陶瓷成分涂层,运用梯度设计思想,采用宽带激光梯度激光熔覆技术,在钛合金表面制备添加不同含量Y2O3＋CeO2混合稀土氧化物的陶瓷成分涂层。利用X衍射全自动测试仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、激光共聚焦显微镜（CLSM）,研究不同混合稀土氧化物含量对涂层生物活性的影响。结果表明：固定0.4%（质量分数）Y2O3,CeO2的添加量在0%～0.8%变化,当CeO2的添加量在0.2%～0.4%时,激光熔覆过程中催化合成的生物活性相HA和β-TCP最多,经模拟体液（SBF）浸泡14 d后,涂层表面的类骨磷灰石最多且分布均匀。细胞学实验也表明,涂层表面细胞生长正常且数量最多。因此,含0.2%～0.4%CeO2的梯度生物陶瓷成分涂层具有最佳的生物活性。

摘要：为了提高高速切削刀具的表面耐磨性能,设计了一种高熔点高熵合金成分体系,采用激光熔覆技术制备了AlCrFeMoNb_xTiW高熵合金涂层。利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等手段对其显微组织进行表征分析;利用显微硬度计、摩擦磨损试验机对涂层硬度及耐磨性能进行了检测。结果表明:熔覆层相组成主要由BCC,(Nb,Ti)C及Laves相所组成;当Nb原子分数为1时,涂层显微组织为胞状树枝晶及颗粒状碳化物;随着Nb原子比增加,涂层组织逐渐由放射状共晶向长条树枝状过共晶组织转变,但弥散分布的颗粒状(Nb,Ti)C始终存在于涂层内部。涂层硬度逐渐上升,当Nb原子分数为7时,涂层的最高硬度可达HV0.21017。磨损实验表明,各个Nbx涂层的平均摩擦系数差别不大;磨损量随着Nb含量的升高而降低;涂层磨损机制主要以磨粒磨损为主。

摘要：为了更好地探索稀土氧化物对生物陶瓷涂层组织形貌与降解性能的影响,在添加稀土氧化物La_2O_3的情况下,利用激光熔覆技术,结合梯度成分设计与梯度功率烧结,在钛合金表面制备了一层含羟基磷灰石(HA)和β-磷酸三钨(β-TCP)的梯度生物陶瓷涂层。经过X衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)的分析发现:(1)稀土氧化物的加入,能够促进涂层生成HA和β-TCP,改善涂层表面在模拟体液中的开裂敏感性以及细化新生类骨磷灰石晶粒尺寸。当稀土添加量为0.4%时,涂层中HA和β-TCP衍射峰值最高,在模拟体液中浸泡14 d后,涂层表面无裂纹,形成分布均匀,大小一致的类骨磷灰石。(2)涂层在模拟体液中浸泡28 d后的降解率为0.2126%。模拟体液中Ca^(2+)和La^(3+)浓度随着浸泡时间发生变化,其中Ca^(2+)浓度呈动态的上下波动变化,且含量逐渐减小,表明Ca^(2+)从模拟体液中沉积到涂层表面的量要比涂层降解到溶液中的多;而La^(3+)浓度随浸泡时间增加而逐渐增大,在将La^(3+)浓度与浸泡时间在取对数的情况下,两因素存在明显的线性关系,并推导出关于La^(3+)浓度,浸泡时间与涂层浸泡面积的经验公式。

摘要：激光熔覆过程中医用钛合金与混合粉末(CaHPO_4·2H_2O+CaCO_3+La_2O_3)因热膨胀系数相差大而容易产生裂纹、气孔等缺陷,故采用梯度设计方法在医用钛合金表面上制备一层具有生物活性的磷酸钙陶瓷涂层。通过金相显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),显微硬度计,甲基噻唑基四唑(MTT)比色法和倒置荧光显微镜对稀土氧化物La_2O_3添加量相同(0.6%)的不同钙磷比激光熔覆磷酸钙陶瓷涂层结合界面、物相、显微硬度、细胞相对活性和细胞生长状态进行分析。试验结果表明:通过OM观察其横截面积可以看出熔覆试样分为基材、合金化层及陶瓷层3个区域,各区域间呈良好的冶金结合。在2θ在32°~33°附近,当n(Ca)∶n(P)(原子比)=1.40~1.45时,其XRD图谱中羟基磷灰石+β-磷酸三钙(HA+β-TCP)的特征峰较高,表明其生成的生物活性相HA+β-TCP的量最多。显微硬度结果表明n(Ca)∶n(P)值越大,涂层平均硬度越高。MTT比色法和倒置荧光显微镜观察结果表明当涂层n(Ca)∶n(P)=1.40时,吸光度值(OD)最大,生物陶瓷涂层上细胞数量最多且生长状态良好,表明该涂层具有最佳的细胞相容性且有利于细胞的稳定增殖与生长。

摘要：采用响应面法研究了固溶工艺对211ZX高强铝合金强度和塑性的影响规律。以固溶温度和固溶时间为自变量,抗拉强度、伸长率和显微硬度为目标函数,建立了固溶工艺和力学性能间的多项式模型,通过绘制的三维曲面响应图获得了力学性能对固溶处理的响应关系,并找到固溶工艺为552.9℃×13.1 h, 500℃×16.3 h, 556.1℃×12.0 h时分别使抗拉强度、伸长率和维氏硬度达到最大值为469.8 MPa, 15.9%, HV 156.6。并通过Matlab遗传算法工具对建立的模型进行力学目标参量约束条件下的多目标优化,获得了Pareto优化解集,从中找到了复合使役条件、综合性能优异的五组固溶工艺参数。从优化求解出的5组最佳工艺中任意选取两组固溶工艺下的试样进行力学性能测试,发现模型计算的工艺参数能够较好的控制该合金的抗拉强度、伸长率和显微硬度,并且综合力学性能有了显著提高。结果同时表明,采用响应面法对该铝合金的工艺参数进行设计可获得理想的力学性能,该方法提供了一种新的热处理设计思路和热处理工艺优化方法。

摘要：由于产生了大量的塑性变形、摩擦热、氧化和组织结构演变,摩擦层的形成不仅影响着材料的摩擦磨损特性,还可能在摩擦条件和材料微观结构匹配合理的情况下引发自润滑行为。研究摩擦层和自润滑行为的微观机制可为在不加入添加剂的基础上,获得新的固态润滑方法及对应润滑机制提供重要的理论依据。对磨材料的强度、硬度、层错能高低等特性差异将导致摩擦层结构演化形式、细化程度和深度均有所不同。特别是诸如低碳条状马氏体钢和珠光体钢等钢铁材料,因其具有马氏体束、块、条和珠光体中的铁素体、先共析相、渗碳体等亚结构特征,摩擦层内部结构的演变又与其他材料有所区别。干摩擦自润滑通常是因为表面氧化物和纳米级氧化颗粒的保护所致,但是材料不同或材料包含的微结构不同,能够形成的氧化物或氧化颗粒的类型和尺度亦有所不同。国内外学者展开了大量有关摩擦层和自润滑行为的研究,他们从摩擦层内部材料冷作硬化、晶粒细化和动态再结晶等方面分析了摩擦层高应变引起的材料组织结构演变,以及不同微观组织材料所表现出的摩擦层和摩擦磨损特性差异。此外,还对摩擦引起的纳米晶/结构对材料摩擦磨损特性产生的影响展开了大量研究。最后,研究人员试图利用摩擦接触导致的高应变速率和高应变梯度来获得超细化晶粒以制备表层纳米结构和调控材料的摩擦磨损特性。本文从塑性变形、结构演变规律和力学性能等方面综述了摩擦层的最新研究进展,讨论了影响摩擦层内部塑性变形程度的摩擦外载条件因素。另外,从摩擦层内部形成纳米结构、梯度结构和由表面氧化物颗粒形成的自润滑层等方面讨论了干摩擦过程中产生的自润滑现象及对应机制。最后,探讨了如何利用材料表层结构设计和预制自润滑层以获得优异的耐磨性能。

摘要：为了解决EA4T钢存在的带状组织和组织不均匀问题,设计了新的热处理工艺。实验结果表明,经新的热处理工艺处理后,材料中的部分带状组织消除,奥氏体晶粒细化,组织均匀性明显改善,综合力学性能显著提高。

摘要：为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,提高涂层与基材的结合强度,设计了一种稀土活性生物梯度陶瓷涂层,采用宽带激光熔覆技术,在TC4合金上制备了含HA+-βTCP稀土活性梯度生物陶瓷复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、模拟体液(SBF)以及电化学分析仪等手段对涂层组织结构、生物活性及耐腐蚀性进行了研究。结果表明,生物活性稀土梯度涂层分为基材、合金化层以及生物陶瓷层3个层次,且各梯度层之间均为良好的化学冶金结合;稀土氧化物Nd2O3在宽带激光熔覆生物陶瓷的过程中具有催化合成HA+-βTCP的作用,且当Nd2O3质量分数为0.6%时,催化合成HA+-βTCP的量最多;当Nd2O3质量分数为0.4%~0.6%时,涂层的耐腐蚀性最好且涂层表面沉积的磷灰石相的量最多,具有最佳的生物活性。