对7075/6061铝合金TIG角焊缝搭接试件进行恒幅疲劳测试，根据热点应力法与临界距离法细节分别建立有限元应力应变分析模型，在模型中提取最大主应力变化范围进行分析。基于有限元应力应变分析结果并结合IIW推荐的S-N曲线估算不同载荷下焊缝接头的疲劳寿命。结果表明：试件主要在7075侧焊趾处断裂，而有限元模型中最大应力应变集中部位均位于7075侧焊趾，两者基本一致。预测寿命与实际寿命对比可知，在低周疲劳范围内热点应力法在进行板厚修正的基础上可较好地预测TIG焊件的疲劳寿命，且预测结果误差均在2个因子范围内。临界距离法中点法和线法均能对热点应力进行预测，其中点法预测精度更高，线法预测精度稍差。

超声速飞机的发展对能够在300～500 ℃服役的耐热铝合金材料有迫切需求。然而，耐热铝合金的高温力学性能还无法满足实际应用需求，因此，需要从材料成分设计和显微结构控制等方面开展进一步的研究，提高耐热铝合金的综合力学性能。本文从微合金化设计和共晶合金两个方面综述了耐热铝合金的相关研究进展，并且展望了耐热铝合金研究的发展趋势。文章首先系统介绍了Al-Sc系、Al-Cu系、Al-Si系和Al-Mg系耐热铝合金的发展历史与研究现状，重点讨论了耐热铝合金的微合金化设计思想，以及过渡金属元素和稀土元素对析出相、组织结构和力学性能的影响。接着，全面总结了Al-Fe系、Al-Ni系、Al-Ce系和Al-Si系耐热共晶铝合金的发展现状，重点介绍了快速凝固技术和增材制造技术对发展耐热共晶铝合金产生的重要推动作用。最后，分析了新型耐热铝合金开发及应用所面临的主要问题，并从数据驱动的成分设计、高通量实验验证、工程应用研究和标准体系建设等角度探讨了未来耐热铝合金研究的发展趋势。

晶粒细化对提升镁合金的力学性能具有重要意义。本研究采用预分散结合重力铸造的方法成功制备了石墨烯增强AZ91的复合材料。采用OM，SEM，TEM等对GNP/AZ91复合材料进行微观组织表征。结果表明：随着GNP含量的增加，AZ91合金的晶粒尺寸逐渐减小。当添加1%（质量分数，下同）GNP时，AZ91合金的晶粒尺寸由415 μm减小到86 μm，其细化效率为79%；通过TEM观察发现并揭示GNP对AZ91合金的细化机制，主要为GNP与AZ91熔体中Al元素发生原位反应得到Al₄C₃相，能够促进α-Mg晶粒的异质形核，从而取得显著的晶粒细化效果；当GNP的含量增加到0.5%后，AZ91合金获得最佳的力学性能，其UTS、YS和EL达到了150 、96 MPa和2.1%，较AZ91合金，分别提高34%、32%和91%。

高强铝合金具有比强度高、加工性能好等特点，广泛应用于航空、航天等领域。腐蚀是影响高强铝合金服役安全稳定的重要因素。本文从高强铝合金的制备工艺出发，重点讨论热处理引起的组织结构变化对高强铝合金耐腐蚀性能的影响，分析高强铝合金的组织结构与腐蚀行为之间的对应关系，提出增强高强铝合金耐蚀性的研究方向。高强铝合金中的元素及相偏析，易导致其组织结构的电化学不均匀，引发基体腐蚀。因此，在合金成分优化的基础上，调控高强铝合金的熔融铸造工艺、加工成形工艺、热处理工艺，制备出元素及第二相分布均匀、电化学性质均一的组织结构，对改善高强铝合金的耐蚀性至关重要。此外，合金中无析出相区域的宽度及晶界析出相间的距离、分布等对合金的腐蚀敏感性具有重要的影响，深入研究并阐明无析出相区域等各类组织结构对合金腐蚀行为的影响规律及机制，是制备高耐蚀高强铝合金的前提。通过优化时效、形变热处理等热处理方法，开发新型的复合热处理方法以平衡高强铝合金的力学性能和耐腐蚀性能。同时，本文论述了高强铝合金耐腐蚀性能的实验方法及评价方法。为了更加高效正确地评估高强铝合金的耐蚀性及服役安全，未来还需要在传统评价方法与数字孪生、虚拟仿真实验、机器学习等现代化数据处理技术的联合使用方面开展进一步的研究工作。

2024高强铝合金的铸态组织对其热加工性能及最终使用性能具有重要的影响。通过调控2024铝合金的Cu，Mg含量以及凝固速率，探究Cu/Mg质量比以及凝固速率对铸态组织的影响。结果表明：随着Cu/Mg比从2.1提高到4.1，合金中第二相种类没有发生变化，但Al₂CuMg含量逐渐下降，Al₂Cu和Al₂₃Cu（Fe，Mn）₄的含量逐渐升高。当凝固速率从0.2 ℃/s提高到2.4 ℃/s时，合金的晶粒尺寸明显细化，平均晶粒尺寸从293.0 μm减小到77.0 μm，枝晶变得发达，枝晶臂间距减小，并且第二相的尺寸变得细小且分布更加均匀，Al₂₃Cu（Fe，Mn）₄难溶相的含量明显降低。可以通过降低合金中Cu/Mg比和适当提高凝固速率来减少富铁难溶相的生成，从而改善合金的加工性能和力学性能。

采用快速凝固-粉末冶金工艺制备Al-6Mg-0.7Zr新型中高强铝合金。通过室温拉伸、高温拉伸、SEM和TEM等手段对退火态Al-6Mg-0.7Zr合金的力学性能及组织变化进行分析研究。结果表明：快速凝固-粉末冶金法能够突破Zr元素在Al基体中的固溶极限，可制备出质量分数0.7%Zr的新型铝合金。均匀析出的Al₃Zr粒子能有效阻碍位错运动，纳米尺度的Al₃Zr与基体晶格呈共格关系也有利于合金强度提升。室温下Al-6Mg-0.7Zr合金的抗拉强度达到445 MPa，屈服强度338 MPa，断后伸长率20.10%。此外，Al₃Zr粒子在高温下稳定，对晶界迁移及位错运动都有显著阻碍作用，使得合金在200 ℃以下具有良好的高温性能。150 ℃下Al-6Mg-0.7Zr合金抗拉强度达到320 MPa，屈服强度266 MPa，断后伸长率33.37%。

采用扫描电子显微镜（SEM），电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）等技术研究Al-Zn-Mg-Cu系合金不同时效制度下形成的晶界析出特征与含Fe第二相（Al₇Cu₂Fe相）对晶间腐蚀性能的影响。结果表明：时效24 h后的铝合金试样表面尺寸较大的Al₇Cu₂Fe相Fe含量的变化率最大，而时效60、120 h的试样表面尺寸较小的Al₇Cu₂Fe相Fe含量变化率较大；随着时效时间的增长，7050铝合金试样中Al₇Cu₂Fe相引起表面点蚀的时间缩短，晶间腐蚀深度减小，表明其耐晶间腐蚀性能随时效时间的增长而增强；随着时效时间的增长，试样的晶界无沉淀析出带（precipitation-free zone，PFZ）宽度增大，晶界析出物（grain boundary precipitation，GBPs）的形核数减少，间距增大，容易发生晶间腐蚀的晶粒取向逐渐集中。

镁合金由于低密度、高比强度、高阻尼以及良好的导热性等突出优点，广泛应用于航空航天领域，但其低弹性模量限制了其在大型薄壁构件中的可靠应用。本文针对如何提高镁基材料模量性能的问题，简介影响合金模量的主要因素，比较相关计算模型如等应力应变模型、混合定律、Halpin-Tsai模型以及两相复合材料模型的优缺点和适用范围，概括镁基材料模量性能研究的现状与进展，梳理镁基材料模量提升的两大途径以及性能提升机理。基于集成计算材料工程，提出了原子-晶格尺度类高模量铝合金开发和机器学习辅助优化实验设计的高强度高模量镁基材料集成开发策略。

超高强铝合金具有密度低、比强度高等特点，广泛应用于航空、航天、核工业等领域。合金的极限强度已从第四代铝合金的600 MPa级，逐步发展到650～700 MPa级、750 MPa级，甚至800 MPa级及以上第五代铝合金。本文首先对超高强铝合金的发展历程和国内外发展现状进行概述；随后，从成分设计与优化、熔铸与均匀化技术、热变形技术、热处理技术、计算机辅助模拟计算共五个方面对近些年的研究进展和所遇到的问题进行了总结和讨论；最后，结合未来装备的发展需求和国内的技术现状，指出“深入研究基础理论，解决综合性能匹配等问题以及在特定应用场景下专用材料的推广应用”是超高强铝合金的发展趋势和重要方向。

为了明确超高速激光熔化沉积Al-Mg-Sc高强铝合金的沉积态组织及力学性能特征，以7075铝合金为基体，采用自主开发的LDF3000-40型激光熔化沉积设备制备Al-Mg-Sc高强铝合金，探究激光扫描速度对材料微观组织与室温拉伸性能的影响。结果表明：超高速激光熔化沉积样品均无明显裂纹，但含有少量小尺寸气孔。沉积态组织由细小的α-Al等轴晶及弥散分布的Al₃（Sc，Zr）颗粒构成。利用数值模拟进一步研究扫描速度对力学性能的影响，发现在0.1～1 m/s范围内，较高的激光扫描速度能减少粉末材料的堆积，降低沉积层表面的孔隙率，因此可以提高力学性能。沉积态样品最大抗拉强度为303 MPa，断裂伸长率为22.5%。

在主轴转速250～350 r/min、横向移动速度50～150 mm/min工艺参数下进行2219-T87铝合金搅拌摩擦沉积增材（additive friction stir deposition，AFSD）实验，探究工艺参数与多层热循环对沉积层宏观成形、微观组织和力学性能的影响。结果表明：在主轴转速250 r/min，移动速度100 mm/min工艺参数下可获得成形良好的单道16层增材试样。增材区晶粒尺寸发生显著细化，在4～6 μm之间，细小等轴晶组织取代沉积棒料粗大的无规则晶粒组织。增材试样发生剧烈的动态再结晶，整体再结晶晶粒在80%以上，试样底部（第1层）受到多次热循环影响，再结晶晶粒达到91.8%。增材区域织构基本由Cube、Copper、P和RtB四种再结晶织构以及S、T和Brass织构构成。增材试样的硬度和抗拉强度相比于沉积棒料都明显降低，其中，第16层沉积层硬度最大为80HV，约为沉积棒料母材的55.6%；第1～8层沉积层硬度均匀在60HV。增材区水平（longitudinal direction，LD）方向第9～16层和1～8层的平均抗拉强度分别为243.0 MPa和219.3 MPa，约为母材的60.0%和52.9%；平均伸长率为19.4%和24.5%，分别约为母材的181.1%和229.0%。增材试样LD方向断裂模式均为韧性断裂。

采用声发射技术（AE）和数字图像相关技术（DIC）相结合的方法对含孔GLARE层板的静载轴向拉伸损伤过程进行实时监测，研究开孔尺寸对其力学行为及失效机理的影响。基于k均值（k-means）方法确定不同损伤模式的峰值频率（PF）范围，并结合幅值（PA）、能量（E）以及累计撞击数等AE特征参数分析含孔GLARE层板的拉伸失效机理。结果表明：GLARE层板在整个拉伸过程中主要存在四种损伤模式，即金属层板损伤、基体开裂、纤维剥离与分层损伤和纤维断裂；四种损伤模式的发生在时间上具有时序性；开孔尺寸对GLARE的承载能力具有显著影响；随着孔径的增大，试样在失效阶段末期由突然断裂变为延性断裂。

采用粉末冶金+热挤压成形+T4热处理工艺制备包覆氧化镁碳纳米管（MgO coated CNTs, MgO@CNTs）增强的AZ91镁合金复合材料（AZ91-MgO@CNTs），研究干滑动摩擦条件下MgO@CNTs含量、不同载荷对AZ91-MgO@CNTs磨损面形貌、磨屑形貌和耐磨性能的影响。结果表明：MgO@CNTs能显著提高AZ91-MgO@CNTs的摩擦磨损性能，且随着MgO@CNTs含量的增加，对复合材料耐磨性能的增强效果呈现先增大后下降的趋势；与纯CNTs增强的镁合金复合材料（AZ91-CNTs）相比，AZ91-MgO@CNTs具有更小的摩擦因数和更低的磨损量，表明MgO@CNTs在改善镁合金耐磨性能方面更有优势；载荷较低时（10 N），AZ91-MgO@CNTs的磨损机制主要为磨粒磨损；当载荷为50 N时，AZ91-MgO@CNTs出现磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损三种磨损机制。

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和力学拉伸试验机，研究160 mm 7050-T7651铝合金特厚板不同厚度位置的金相组织、晶粒取向、织构类型、时效纳米析出相分布以及力学性能的差异。结果表明：从板材表层到心部，组织中的第二相粒子含量降低，但尺寸增加；板材表层以小角度晶界亚结构组织为主，小角度晶界比例在79%~85%之间，而板材心部小角度晶界的比例为58%左右，相比于板材表层小角度晶界比例降低了26.6%~31.8%；板材表层以{001}＜110＞剪切织构为主，占比为3.64%，并随厚度增加，变形织构组分含量逐渐增多；板材厚度方向力学性能呈现出沿厚度表层-心部-表层方向先降低后升高的趋势，且力学性能最优位置均为板材表层位置。

具有二维平面结构和优异综合性能的石墨烯已成为铝基复合材料制备的理想增强体之一。本文主要介绍了液态成形法、粉末成形法和复合加工工艺等三大类石墨烯增强铝基复合材料制备技术。通过对不同类型制备技术的原理分析，结合石墨烯增强铝基复合材料的四种强化机制，总结出石墨烯增强铝基复合材料的发展方向应以复合材料的基础理论研究、制备技术的突破和大规模的工业化应用为主。

电弧熔丝增材制造技术（wire arc additive manufacturing，WAAM）是一种高沉积效率的增材制造技术，采用逐层堆积的方式制备多种高性能的金属结构件，针对航空装备的大型、中等复杂的铝合金、钛合金WAAM成形技术的研究获得广泛关注。本文对WAAM技术定义、技术分类、成形系统及原理进行论述，综述了近年来国内外航空航天领域WAAM成形铝合金、钛合金的组织特性、冶金缺陷及质量改善、典型构件技术应用等方面的研究进展，分析了目前航空装备的大型、中等复杂构件WAAM成形技术所面临的关键共性问题，并提出了2035年WAAM成形技术路线规划图。