冷喷涂是一种利用超音速气流加速固态粉末粒子，通过高速撞击产生的塑性变形制备涂层或块体材料的固态沉积技术。在冷喷涂过程中材料始终保持固态，避免了热喷涂过程中由于高温引起的氧化、晶粒长大和相变等问题，适合温度敏感的材料(如Al、Cu和Ti等金属)；此外，冷喷涂技术还能制备一些传统方法难以制备的材料(如镍基高温合金和新型高熵合金等)及其涂层。因此，冷喷涂技术具有广泛的材料适用性，既可以用于修复和涂层制备，也可以用于增材制造。然而，通过冷喷涂技术制备的涂层或材料存在致密度低、组织不均匀以及涂层结合强度差等问题。通过粉末前处理、涂层和材料的后处理等方法可对涂层组织结构和性能进行有效调控，实现高质量涂层或材料的制备及高性能应用。基于此，本文对冷喷涂后处理技术的种类、特点及其研究进展进行了全面综述，内容涉及目前已报道的各种冷喷涂涂层和材料(纯金属及其合金、不锈钢、高熵合金及复合材料等)的后处理技术(热处理、激光重熔、感应重熔、热等静压、热轧、搅拌摩擦以及电脉冲等)，重点对各种冷喷涂后处理技术的优势、特点及存在的问题进行总结和分析，并对各后处理技术的发展方向进行展望。

钛合金广泛用于深海探测和资源开发的装备设施，但深海的严酷环境对钛合金服役性能提出了严峻挑战。钛合金具有非常优异的耐腐蚀性能，但在深海环境中存在应力腐蚀风险。本文详细分析了深海环境中的关键影响因素(静水压力、温度、盐度和微量物质)以及多种应力(拉伸应力、残余应力和交变应力等)对钛合金应力腐蚀的影响，探讨了钛合金的成分设计和微观组织对应力腐蚀敏感性的影响。目前针对钛合金微观组织对应力腐蚀的影响、钛合金焊接接头的深海应力腐蚀规律、多环境因素耦合和复杂应力影响机制等方面的研究存在明显不足，且研究基本局限于材料水平而未拓展到结构水平，钛合金深海应力腐蚀防护技术也存在一定空白，急需开展钛合金深海防护涂层技术的研发，因此本文还展望了钛合金深海应力腐蚀的多环境因素耦合机制、蠕变-腐蚀协同效应、焊接接头微观组织及残余应力影响、新型防护技术开发，以及多轴复杂应力条件的模拟及其影响下的应力腐蚀行为探究等方面的研究方向。

中间包是钢液流过的最后一个冶金反应器，它对钢铁产品的质量有着重要的影响。随着对高纯净钢需求的日益增加，中间包冶金的作用也越来越受到人们的重视。本文系统地总结了非稳态浇注过程中的钢液吸气、稳态浇注过程中的中间包覆盖剂和中间包耐火材料对不同钢种二次氧化的影响，钢液二次氧化对非金属夹杂物的影响，以及减轻中间包内钢液二次氧化的措施。造成钢液二次氧化的3个因素是同时发生的，但是在非稳态浇注阶段，钢液吸气是造成钢液二次氧化的主要原因；在稳态浇注阶段，中间包覆盖剂和耐火材料则成为主要原因。当钢液吸气发生二次氧化时，不同成分钢液的吸气速率并不相同。在钢液稳定浇注过程中，中间包双层覆盖剂顶层碳化稻壳灰中高含量的SiO₂会逐渐向底层高碱度覆盖剂溶解，且在渣/钢界面发生自溶解反应(SiO₂) = [Si] + 2[O]，造成钢液中的Al、Ti和Mn元素的损失，Si元素和总氧(T.O)含量的增加，以及夹杂物成分、尺寸和数量的变化。Al₂O₃-SiO₂-C质水口耐火材料也会发生碳热反应生成氧化性CO气体，这是造成超低碳含Ti铝镇静钢发生二次氧化，导致水口堵塞的主要原因。中间包喷补料和钢包引流砂中含有的不稳定氧化物(如Cr₂O₃、MnO、SiO₂和FeO)也会造成钢液严重的二次氧化。通过设计新型中间包覆盖剂替代碳化稻壳灰，能够减少渣中SiO₂向底层覆盖剂中的溶解，从而减轻钢液的二次氧化。对于水口材料，可以通过使用氮化物以减少氧化性气体CO的释放，从而抑制水口结瘤和堵塞。微孔镁质耐材具有良好的抗渣和隔热性能，微封闭微孔可以吸收热应力并减少耐材内部裂纹的萌生和扩展，因此微孔镁质耐材用于中间包内衬材料具有较好的应用前景。

fcc高熵合金凭借良好的综合力学性能等特点受到广泛关注。但由于其屈服强度较低，亟待开发具有高屈服和抗拉强度的fcc结构高熵合金。本工作系统研究了Fe₅₀Mn₂₉Co₁₀Cr₁₀Cu₁高熵合金经3种温度(-196、25和300 ℃)轧制和退火处理(500和800 ℃)后的微观组织特征和拉伸力学性能，分析了不同加工工艺制备合金的变形机制及其对材料宏观力学性能的影响。结果表明，在单轴拉伸变形中，液氮温度与室温轧制生成的形变孪晶和板条结构的逆相变奥氏体对位错有一定阻碍作用，提高了材料的屈服强度。由温轧结合退火制备的材料中仅存在少量形变孪晶，位错滑移和堆垛层错是其主要变形机制。液氮轧制结合500 ℃退火制备的材料虽然具备较高的屈服强度，但塑性差。经室温和300 ℃轧制并结合500 ℃退火制备的材料则表现出较高的屈服强度与一定的加工硬化能力，2者的屈服强度分别为752和604 MPa，抗拉强度分别为917和784 MPa，均匀延伸率分别为11.2%和26.2%。经不同温度轧制结合退火得到的合金微观组织不同，导致其在后续拉伸变形过程中的力学行为存在显著差异。

近年来，18Ni300马氏体时效钢在增材制造随形冷却模具中得到广泛应用，而热处理工艺是决定打印件组织和性能否满足服役要求的重要因素。本工作研究了直接时效和固溶时效2种典型热处理工艺对选区激光熔化成型18Ni300马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响。结果表明，打印态、直接时效态和固溶时效态试样中均存在奥氏体，且与马氏体基体存在经典Nishiyama-Wassermann取向关系。打印态试样元素分布均匀，存在明显的熔池结构和胞状组织，胞状组织由位错缠结形成，在晶界处存在少量长条状的奥氏体。直接时效处理后胞状组织和熔池结构发生部分溶解，Ni在部分晶界和胞壁处富集，具有较高含量的奥氏体。固溶时效处理后获得近全马氏体组织，元素分布均匀，胞状组织和熔池结构基本消失，Ni在部分晶界处富集，存在微量奥氏体。打印态试样的奥氏体无明显化学成分偏析，为残余奥氏体；而直接时效态和固溶时效态试样的奥氏体存在Ni富集，为逆转奥氏体。直接时效和固溶时效处理使Ni在部分晶界和胞壁处富集，Ni富集促进逆转奥氏体生成并使其稳定存在。打印态试样的屈服强度为(1090 ± 1.5) MPa，直接时效和固溶时效处理后基体析出大量棒状η-Ni₃Ti金属间化合物，强度提升，其中，直接时效处理后屈服强度可达(1854 ± 13.2) MPa，固溶时效处理后屈服强度可达(2059 ± 9.9) MPa。打印态试样的强度主要由马氏体相变强化和固溶强化贡献，而直接时效态和固溶时效态试样的强度主要由马氏体相变强化、固溶强化和析出强化贡献，且固溶时效态试样具有更强的析出强化效果，这主要是由于固溶时效态试样的析出相具有更高的密度和长径比。

低合金高强钢板沿厚度方向优异的组织均匀性是良好强韧性的重要保证，理解贝/马复相的回火反应有助于调整低合金高强钢板的热处理工艺参数，实现超厚结构板的变形控制。本工作以贝/马复相的回火硬度和微观组织演变行为作为研究重点，并与单一马氏体和下贝氏体的回火行为进行了对比。结果表明，等温淬火贝/马复相的硬度与下贝氏体含量呈线性关系。短时间回火过程中，单一马氏体回火硬度最高，其次为贝/马复相，单一下贝氏体回火硬度最低，这与长时间回火硬度正好相反。短时间回火过程中，碳化物的粗化与回火硬度的降低息息相关，其中贝/马复相中马氏体和下贝氏体碳化物的粗化速率与单一马氏体和下贝氏体碳化物粗化速率分别保持一致；长时间回火过程中，贝/马复相板条和碳化物的粗化与单一下贝氏体更为相似。

研究热处理对电弧定向能量沉积Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金显微组织与力学性能的影响，对于优化该合金增材制造工艺、提升其综合性能具有重要意义。本工作以自制7075-Sc焊丝为原材料，采用冷金属过渡(CMT)工艺制备了无裂纹的Al-Zn-Mg-Cu-Sc厚壁合金构件。结果表明，沉积态合金由细小的等轴晶组成，平均尺寸约14 μm，晶界有连续第二相分布。在470 ℃、4 h的固溶工艺下，第二相溶解70.2%，残余第二相主要为Al₇Cu₂Fe和Al₂Mg₃Zn₃。在120 ℃进行人工时效后，力学性能测试结果表明最佳时效时间为18 h。经过470 ℃、4 h固溶和120 ℃、18 h时效处理后，合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为475.2 MPa、542.1 MPa和5.2%，与沉积态合金相比分别提高了52.8%、36.5%和36.8%。

为了探索通过控制织构制备大尺寸β相晶粒的方法，并系统研究β相典型织构对钛合金室温拉伸和冲击性能的影响规律，本工作通过6火次α + β两相区锻造、1火次准β相区锻造以及高温退火制备了包含{100}取向β相晶粒(晶粒尺寸大于50 mm × 50 mm × 100 mm)的TC18钛合金试样，检测了典型方向的室温拉伸及冲击性能，并利用SEM及EBSD等技术研究了制备过程中的组织及织构演变规律。结果表明，仅改变β相的取向即可极大影响TC18钛合金的关键力学性能，大尺寸β相晶粒<111>方向的强度、弹性模量及冲击韧性最高，<100>方向最低，<110>方向介于2者之间且与无织构状态下接近。在锻造过程中，大尺寸{100}晶粒在坯料横截面心部形成，并随着锻造火次的增多逐渐向表面长大，其中晶粒长大是通过相近取向的晶粒发生亚晶界合并完成的。

fcc等原子比VCoNi中熵合金因优异的力学性能受到广泛关注，而探究其塑性变形机制对于力学性能调控至关重要。为了探究晶粒取向对位错运动过程和位错间相互作用的影响机理，本工作利用纳米压痕实验探讨了VCoNi中熵合金{101}、{111}和{001}晶粒的塑性变形行为。通过滑移台阶演变和载荷-位移曲线的分析，重点研究了晶体取向对其塑性变形行为的影响，以及位错间相互作用、载荷-位移变化行为与位错运动之间的关系。结果表明，VCoNi中熵合金中晶粒取向决定纳米压痕诱导滑移系的激活与开动顺序，以及位错反应过程，进而显著影响压痕压坑和其周边滑移台阶的形貌，以及载荷-位移变化行为。位错相互作用的分析结果表明，位错反应易在{101}晶粒中形成Lomer-Cottrell位错锁和Glissile结，在{111}晶粒中易形成Collinear结和Lomer-Cottrell位错锁，而在{001}晶粒中易形成Glissile结，这决定不同晶粒压痕载荷-位移曲线中的后续位移突变行为。

采用粉末冶金工艺制备硬质合金时，坯体的成形工艺对烧结制备硬质合金的组织和力学性能有显著影响，但目前缺乏规律性的认识。本工作以原位合成的超细WC-Co复合粉末为原料，研究了在粉末压制成坯体过程中成形剂的含量和溶液浓度以及生坯密度等成形工艺参数对烧结制备WC-12Co硬质合金尺寸、微观组织和力学性能的影响规律。结果表明，成形剂聚乙二醇(PEG)含量在一定范围内增加会导致烧结硬质合金中磁性Co含量呈线性增长，而PEG溶液的浓度主要影响其在粉末中分散的均匀性与喂料粒度，2者均会显著影响烧结制备硬质合金的物相、致密性和力学性能。压制过程中随生坯密度在一定范围内增加，烧结制备硬质合金的收缩率与其保持良好的线性关系，致密性先显著增加后保持稳定，抗弯强度则呈先增大后减小的变化趋势。当PEG质量分数为1.5%、PEG浓度为4.1%和生坯密度为7.7 g/cm³时，烧结制备硬质合金抗弯强度平均值达到4571 MPa，且测量值波动小。WC晶内形成的大量富Co纳米相阻碍位错运动是硬质合金强度提升的主要原因。