采用区熔定向凝固的方法制备了<110>取向的TbDyFe超磁致伸缩合金，在800—1080 ℃分别进行2 h的回火处理，研究了回火处理对TbDyFe合金冲击韧性、断口形貌的影响。结果表明：在800和1080 ℃回火处理时合金的冲击韧性最好；高于共晶温度的回火处理, 冲击韧性随着回火温度的提高而增加。回火处理引起富稀土相形态、尺寸、分布的变化是导致冲击韧性变化的主要原因，TbDyFe材料的断裂为解理断裂。

利用超音速火焰喷涂(HVOF)和大气等离子喷涂(APS)工艺分别喷涂了雾化(微米结构的)以及球磨(纳米结构的)Fe—Al粉末制备了不同结构的涂层。两种原料粉末和喷涂工艺均引起涂层的XRD峰异常宽化。由宽化峰给出的晶粒尺寸与TEM测出的晶粒尺寸有较大的差异。结合SEM、电子探针以及TEM的测试结果， 同时考虑到涂层中形成的结构缺陷以及化学成分的不均匀性，证实异常宽化来自喷涂过程中由于Al的耗损导致的FeAl相中Al的成分不均匀分布。

通过对纳米压痕法基本原理的分析与实验研究，证明了一般材料的接触刚度--位移(压入深度)为线性关系。该关系可从两个不同压入深度的压痕实验得到，利用该关系可从任意一条加载曲线计算出材料的硬度--位移关系及弹性模量值。实验结果表明这个计算结果是可靠的。

提出了一种适宜于液--固挤压复合材料工艺系统的多目标优化模型。通过合理决策过程，将多目标转化为单目标优化进行求解。在对编码规则、初始种群的产生、目标函数向适配值的转换以及种群数量、交叉概率、变异概率选择等问题进行深入研究的基础上，建立了基于遗传算法的液--固挤压复合材料优化系统。理论及实验研究表明可以获得较好的优化增益。采用优化设计参数进行实验, 成形出质量良好的复合材料制件，且实现了变形力小、浸渗时间较短和浇注温度较低的预期目标, 为该工艺的实际应用奠定了基础。

制备了一种压缩断裂塑性应变接近2\%的铜基块状非晶板材，并利用三点弯曲实验进行了其弯曲塑性、剪切带间距与试样厚度关系的研究。结果表明：非晶合金的弯曲断裂塑性应变明显依赖于试样厚度，即弯曲断裂塑性应变随试样厚度增加呈指数衰减关系减少；弯曲时剪切带间距随试样厚度增加而线性增加；剪切带间距与试样厚度的比值对于同一非晶合金为恒定值, 但随非晶合金种类的不同而变化, 与非晶合金的塑性变形能力有关。

采用预弛豫和对试件一个端部进行速度加载(另一端固定)的方法在分子动力学模拟中实现了纳米杆真实的动态单向加载过程，并提出了与宏观一致的应变率定义；对长脉冲和短脉冲在纳米铜杆中的传播过程进行了分子动力学模拟，同时也对短脉冲在纳米铜杆中的传播进行了连续介质力学三维有限元模拟。长脉冲的模拟结果表明，纳米铜杆的弹性模量会随着试件截面的增大而增大。短脉冲的模拟结果显示，分子动力学模拟结果相当于在连续介质力学三维有限元模拟结果上叠加了一个抖动，且两种方法模拟得到的波速和Rayleigh波速基本吻合，这表明边界扰动在纳米尺度试件中的传播仍然具有一维弹性应力波和横向惯性效应引起的几何弥散的特征；而叠加的抖动则体现了表面原子对弹性波传播的影响，且与加载前未能将试件完全弛豫到自然状态有关。

对等离子旋转电极雾化(PREP)法制备的FGH95镍基高温合金粉末中碳化物的形态、结构、成分及其稳定性进行了实验研究, 分析了粉末颗粒凝固过程中的热学参数和非平衡溶质分配对碳化物形成过程的影响。结果表明：快速凝固FGH95合金粉末中亚稳MC型碳化物形态的几何完整度随粉末颗粒尺寸减小由规则形态向复杂形态变化，不同尺寸粉末颗粒中碳化物的形态和数量决定于凝固过程中热学参数的变化和非平衡溶质分配系数的不同。亚稳MC型碳化物在加热作用下发生分解及合金元素再分配，其形态由复杂形状为主转变为规则形态的稳定MC型碳化物。

考察了Sr, B及Sr+B联合作用对Al--15.5%Si(质量分数)合金中共晶团尺寸大小的影响。实验结果表明, 随合金中Sr量增加, 共晶团尺寸呈减少的趋势, 冷却速度对共晶团的影响也很显著；在Sr变质的合金中加入B, 共晶团尺寸先显著下降, 随B量增加降低幅度趋于平缓;在未变质的Al--15.5%Si合金中单独加B, 共晶硅由粗大的片状变为细长的层片状, 层片间距明显降低。分析认为, 合金中加入Sr, 导致共晶过冷度增大, 因而共晶团形核驱动力增大促使共晶团细化；合金中加入B, 增加了共晶团有效形核基底的数量促使共晶团显著细化。

采用深过冷技术研究了块体Fe83B17共晶合金在超过冷度条件下的凝固行为。该合金的组织演化规律为: 当过冷度达到理论临界超过冷度(300 K)时, 组织为--Fe相和Fe2B相组成的共晶组织；当过冷度大于临界值达到386 K时，组织粗化, 为完全的非规则共晶，稳定相Fe2B消失,亚稳相Fe3B出现并且在室温下也不会分解；获得了460 K的超过冷度以及亚稳相组织。并讨论了这些结果产生的原因。

采用正交设计确定热处理制度, 测试了不同热处理制度对BT8钛合金室温拉伸强度的影响, 利用多元线性回归模型对实验结果进行回归分析, 得到热处理工艺对合金室温抗拉强度的回归方程, 通过统计技术对得到的回归方程进行了方差分析, 结果显示该回归方程具有较高的可信度, 随后的热力学和动力学分析证明了该回归方程存在的科学性。

研究了在不同等温淬火温度热处理后高硅铸钢的显微组织与残余奥氏体量和材料断裂韧性间的关系。结果表明，在实验的等温淬火温度范围内，随着等温温度的提高，高硅铸钢中残余奥氏体的量逐渐增加，残余奥氏体含碳量随等温温度的变化也有同样的规律。高硅铸钢的断裂韧性随着等温淬火温度的提高而增加, 在360---385℃范围内等温时，断裂韧性达到一个最大值(63MPam1/2), 然后下降。当高硅铸钢的残余奥氏体量在30%---35%之间时可以获得较高的断裂韧性。

研究了高碳铬轴承钢超长寿命疲劳的破坏过程。结果表明, 在超长寿命区,约在疲劳寿命的5%---10%时疲劳裂纹首先在内部夹杂物处萌生, 由于夹杂物周围的球形碳化物开始从基体剥离, 在夹杂物周围形成许多不连续的微小裂纹。然后, 相邻的微小裂纹相互连接, 直到疲劳寿命的90\%以上,裂纹开始连续扩展。.

分析中间包内钢液的停留时间分布(RTD)曲线，从而定量描述其内流动特性的组合模型已被应用数十年, 但对于多流中间包, 目前还没有公认的流动特性分析模型。本文提出了针对多流中间包流动特性的分析模型, 为多流中间包内的活塞区、混合区、死区体积分数的定量计算提供理论依据, 并与已有的分析方法进行了比较。

2219Al--Cu合金进行脉冲MIG焊时，加入电磁搅拌可降低焊缝处固--液界面前沿液相的温度梯度, 增加非均质形核率, 促使粗大、方向性很强的柱状晶转变为细小的等轴晶；沿晶界和枝晶间分布的(Al)—CuAl2共晶均匀化；提高了焊缝中Cu元素分布均匀性,形成高密度的GP区，促进'相非均质形核。电磁搅拌使接头抗拉强度由296.4 MPa增加到326.0 MPa,接头系数由63%上升到70%，延伸率由4.7%增加到7.6%。

不同保护气氛下焊接得到的超低碳贝氏体(ULCB)熔敷金属的组织由贝氏体板条和少量针状铁素体组成, 贝氏体主要在原始奥氏体晶界及先形成的贝氏体条侧面形核, 形成相互交叉的分布形态。Ar+1.5%O2保护熔敷金属性能最好；Ar+4%CO2保护时由于焊缝增碳, 组织中生成了碳化物,熔敷金属强度升高, 韧性降低; Ar+4%O2保护时由于组织中生成大量氧化物夹杂, 韧性急剧降低。

用诱导型等离子体辅助磁控溅射装置在Si(100)表面低温沉积TiN膜, 研究了高密度低能量(≈20 eV)离子束辅照对溅射镀TiN膜生长、结构和性能的影响。结果表明, 高密度低能离子束辅照会改变TiN膜的择优生长方向并使薄膜致密化。即使沉积温度低于150℃, 当入射基板离子数和Ti原子数的比值J/JTi≥4.7时, 沉积的TiN膜仍可具有完全的(200)面择优生长, 薄膜微观结构致密, 硬度达到25GPa, 残余压应力小。

采用高功率直流电弧等离子体CVD工艺制备了不同厚度的无裂纹自支撑金刚石厚膜。实验中观察到在金刚石厚膜生长过程中出现了形貌不稳定性，其程度随甲烷浓度的不同而变化。从理论和实验两个方面对这种不稳定性进行了讨论, 认为直流电弧等离子体的高温造成碳源高饱和度是生长不稳定性的根本原因。 实验结果表明，在沉积金刚石厚膜时，为了稳定地获得高质量的厚膜，甲烷浓度不宜过高。

以轴对称问题气体淬火过程为研究对象, 提出了阶段换热系数模型,进行了五因子三水平Box--Behnken实验设计。根据实验设计结果,将设计的变量水平代入本文开发的淬火过程有限元分析软件进行计算, 用逐步回归法和响应曲面方法对实验结果进行拟合, 建立了拟合变形程度、表面单元平均等效残余应力、等效残余应力标准差、平均表面硬度和表面硬度标准差的响应曲面公式。以变形程度为目标, 建立了相应的优化目标函数, 用Lagrange乘子法对优化目标函数进行了带上下限及约束函数的非线性优化。优化后, 五项目标中的四项得到了有利的结果, 使用优化后工艺参数进行气体淬火, 可以提高零件的淬火质量。

利用电子探针、X射线衍射和扫描电镜等手段, 表征了包围着高温高压金刚石单晶的铁基合金触媒和铁基金属包膜的组织结构。结果表明：随合成时间增加,金属包膜内呈现出越来越少的条状Fe3C组织；金刚石生长较好时，包膜内则未发现条状Fe3C。利用余氏理论分析了Fe3C晶格内C---C键组成晶面和与之对应的金刚石晶面的共价电子密度, 发现它们在一级近似下存在连续性, 满足程氏理论提出的原子界面边界条件。据此分析认为, 高温高压金刚石单晶的生长与铁基金属包膜内的Fe3C分解有关。

采用脉冲偏压电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积Ti/TiN纳米多层薄膜，采用正交实验法设计脉冲偏压电参数，考察脉冲偏压对Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响。结果表明, 在所有偏压参数(脉冲偏压幅值、占空比和频率)和几何参数(调制周期和周期比)中, 脉冲偏压幅值是影响显微硬度的最主要因素；当沉积工艺中脉冲偏压幅值为900 V、占空比为50%及频率为30 kHz时, 薄膜硬度可高达34.1 GPa, 此时多层膜调制周期为84 nm，TiN和Ti单元层厚度分别为71和13 nm；由于薄膜中的单层厚度较厚, 纳米尺寸的强化效应并未充分体现于薄膜硬度的贡献中，硬度的提高主要与脉冲偏压工艺，尤其是脉冲偏压幅值对薄膜组织的改善有关。

采用循环伏安法在电镀锌钢板上阴极还原电聚合二乙烯基吡啶(2--Vpy)，研究了扫描速度对聚合膜形成的影响，采用SEM研究其表面形貌，并测出了不同条件下聚合膜的厚度，结果表明最佳扫描速度为0.05 V/s.通过红外光谱研究聚2--Vpy膜的结构及其掺杂离子ClO4-。对聚合膜进行了阳极极化、交流阻抗和盐雾实验，结果证明聚2--Vpy膜耐蚀性优于铬酸盐钝化电镀锌钢板，并初步提出了聚2--Vpy膜的耐蚀机理。

研究了铸造热锻模具钢4Cr3Mo2NiV从室温到600℃的磨损行为, 采用SEM, XRD和EPMA等对试样磨损表面和磨屑的形貌、成分和结构进行了分析, 探讨了铸造热锻模具钢的高温磨损机理。 结果表明：铸造热锻模具钢的高温磨损机理是氧化磨损和疲劳剥层磨损。 磨损过程中氧化和疲劳剥层交替进行, 使摩擦系数大幅度波动。高温磨损形成的氧化物主要是Fe2O3和Fe3O4, 氧化磨损使磨损率降低；疲劳剥层使磨损率增加, 磨屑呈脆性块状。