2024年首届先进合金材料青年论坛暨第二届青年编委交流会已经圆满落幕。本届会议特设研究生论坛，其中博士研究生论坛10个报告，硕士研究生论坛10个报告，由研究生论坛主席、副主席组成评审团队，在博士和硕士研究生论坛中分别诞生1个金奖和2个银奖，具体评选结果如下：

1、博士生论坛

金奖:哈尔滨工业大学 杨小康 博士研究生

报告题目：在γ相中引入面缺陷并提高TiAl合金的高温力学性能

报告内容：在具有较低形成能的γ相中主动引入不同类型的缺陷是提高TiAl合金室温和高温力学性能的有效手段之一。在TiAl合金中添加Ta，研究合金的缺陷类型、显微组织、室温和高温力学性能及相关机理。结果表明，添加Ta后，层片团间的γ相中形成了4种表面缺陷，包括堆垛层错( SFs )、孪晶界( TB )、低角度晶界( LAGB )和120 °旋转晶界( RB )。Ta通过降低层错能促进SFs的产生。外层SF的插入改变了堆垛顺序，生成孪晶。SFs的不断生成导致孪晶不断加宽。Ta替代Al会形成晶格畸变和空位。空位被Al原子填充形成刃型位错，导致LAGB。取代也会降低RB的形成能，从而形成RB。Ta合金的压缩强度和应变达到2606 MPa和40.6 %，900℃合金的抗拉强度和伸长率达到550.2 MPa和10.8 %。LAGB处的刃型位错、TB和RB处的弹性应力场提高了位错的临界分切应力，阻碍了位错滑移。SFs将位错分解为部分位错以消耗其能量。

银奖:哈尔滨理工大学 蒋文韬 博士研究生

报告题目：基于AlNbTiV体系轻质难熔高熵合金强韧化的研究

报告内容：难熔高熵合金(RHEAs)作为一种新兴材料，在航空航天、耐磨耐蚀材料等领域有着广泛的应用。随着生活水平的日益增长和现代科技的快速发展，高温性能优异的高熵合金逐渐走向了市场。轻量化是制约难熔高熵合金应用的主要问题之一，目前应用的NbMoTaW、HfNbTaTiZr等大多数难熔高熵合金仍存在密度高、比强度低等难题。因此有必要在满足优异高温性能的前提下，降低合金的密度。

在AlNbTiV轻质难熔高熵合金的基础上添加Zr元素，获得了具有不同相组成的Al-Nb-Ti-V-Zr体系合金，通过对元素含量的调控，研究了不同相组成Al-Nb-Ti-V-Zr合金的微观组织、密度以及力学性能，并讨论了合金的强韧化机制，为轻质难熔高熵合金的设计和应用提供了理论基础。

Al和Zr容易形成金属间化合物相从而改变合金的微观组织进而对性能产生一定的影响。Al和Zr含量的增加促进了C14-Laves相的形成，提升了合金的强度，合金力学性能的提升主要受第二相强化、固溶强化两种强化机制影响。适当的采用低密度元素调控合金成分可以有效地改善难熔高熵合金的力学性能并同时降低合金密度。本研究中，Al0.8Nb0.5TiV2Zr0.5合金在室温和1073 K时压缩屈服强度分别可达到1723 MPa和1108 MPa，其比强度分别为312和200 MPa·cm3g-1，因此相比其他体系RHEAs，具有更高的室温和高温压缩性能，有着更加广阔的应用前景。

Ti元素主要富集于BCC基体相中，因此Ti含量的增加会引起BCC基体相体积分数的增加，进而抑制C14-Laves相的形成。在足够Ti含量的条件下，采用固溶体相形成准则等参数设计并成功制备了具有单一BCC结构的Al-Nb-Ti-V-Zr体系合金难熔高熵合金。结果表明，Al0.5Nb0.5Ti3Zr2Vx合金表现出较为优异的压缩性能，随着外应力的增加，合金在室温下屈服后并未断裂，而产生了加工硬化，压缩应变达到50%时有将近2.0 GPa的强度。拉伸测试结果表明V含量为1.0时具有最高的抗拉强度(918 MPa)，而V含量为1.5时合金未发生屈服而断裂。微观组织分析表明，V浓度的增加(达到1.5)促进了Al和Zr在晶界处的偏析，形成与基体不共格的六方纳米结构的Al-Zr金属间化合物相，恶化了合金的性能。V含量较少时，合金强度较高，主要受细晶强化和固溶强化的影响。

银奖:华中科技大学 张勇佳 博士研究生

报告题目：高温合金定向凝固溶质羽流形成与演化的数值模拟

报告内容：高温合金定向凝固过程极易产生雀斑缺陷，进而影响叶片批产的合格率。雀斑缺陷与溶质羽流的形成与演化密切相关。仅采用工艺试验的方法难以确定溶质羽流的形成机理与演化规律。为此，本文采用数值模拟的方法研究高温合金定向凝固溶质羽流形成与演化。采用相场模型模拟定向凝固过程中初生枝晶的形貌演变与溶质分布，采用格子Boltzmann模型模拟浮力驱动的溶质对流，模拟采用GPU并行计算技术进行加速。对单个枝晶自然对流条件下的生长过程进行了数值模拟，验证了该模型的收敛性。模拟了临界稳定条件下的溶质羽流形成与演化过程，发现了枝晶尖端生长速度振荡现象。模拟结果表明，随着抽拉速度和温度梯度变大，溶质对流的速度变小，溶质羽流被抑制。溶质羽流倾向于在晶界处形成，且晶界角度越大，溶质羽流更容易形成。

2、硕士生论坛

金奖:南昌大学 吴真平 硕士研究生

报告题目：超低微Sr+Er合金化高强韧铸造Al-11Si-3Cu合金的变质和强化机制

报告内容：铝硅铜合金的力学性能需要提高来满足日益增长的制造业需求，而合金化技术通常可以改善铝硅铜合金的力学性能，但合金元素的高成本限制了合金化技术在传统铸造铝硅铜合金中的广泛应用。因此，通过微量的合金化元素来开发具有高强度和高韧性的铸造铝硅铜合金具有重要意义。本报告将介绍一种通过超低微Sr和Er合金化元素改性的高强韧铸造铝硅铜合金，并分析其变质机制和强化机制，为低成本、高强韧铝硅铜合金的开发提供一些思路。

银奖：三峡大学 雷浩锋 硕士研究生

报告题目：共晶高熵合金的成分设计及性能调控

报告内容：目前共晶高熵合金的设计方法有许多，总的来说可以分为两类：经验参数预测法和热力学模拟。通过经验参数设计高熵合金成分，可以快速得到类似的共晶高熵合金，但需要已知的共晶高熵合金成分。这限制了共晶高熵合金广泛的发展。通过热力学模拟法获得共晶高熵合金所需周期较长，且其计算较为复杂，不能简便有效的获得的共晶高熵合金。本报告提出了一种高效精准的成分设计方法：元素在凝固时一般会根据彼此之间混合焓更负优先形成化合物，且当合金的成分达到共晶点时，两者会形成共晶合金。一些研究表明，大多双相的共晶高熵合金一般可以看作由两个不同的组元构成，组元A的元素原子半径和化学活性相似，他们之间的混合焓接近于零，容易形成简单固溶体，而组元B的元素混合焓则非常负，容易与组元A的元素结合形成金属间化合物，如Co、Cr、Fe和Ni与Nb/Ta分别满足组元A与组元B的要求，新提出的共晶高熵合金新策略基于两组元中元素的混合焓与二元共晶成分再分配，使得整个合金体系中的组元A与组元B元素之间能达到共晶成分，从而快速设计共晶高熵合金。多元协同作用调控性能：研究表明，基于无限固溶体策略可以设计共晶高熵合金。根据二元相图可知，Nb-Ta-Mo-W任意元素之间可形成无限固溶体，并且Nb-Ta-Mo-W均可与CoCrFeNi形成共晶高熵合金。基于无限固溶体策略，四种元素的任意组合与CoCrFeNi也可以形成共晶高熵合金。在协同作用下的共晶高熵合金的可能得到的片层更细小，强度也就越高。因此，可以通过调控多元协同元素的体系，我们可以设计出更多性能优异的共晶高熵合金。

银奖：华中科技大学 李世龙 硕士研究生

报告题目：固溶处理对耐热铝硅合金组织及力学性能的影响研究

报告内容：针对过共晶Al-14Si-2Cu-1Ni-0.5Mg-0.5Mn-0.5RE合金（简称AS14合金），通过OM、SEM、EDS、拉伸试验等分析测试方法研究了不同单步、双步固溶工艺下过共晶铝合金的显微组织、相组成及力学性能的演变规律。结果表明：采用单步固溶+时效处理时，随着固溶温度的升高，合金组织中初晶Si边缘逐渐发生钝化，共晶Si逐渐熔断为近球状或颗粒状，金属化合物也逐渐碎化成小块状或颗粒状。当单步固溶温度为510℃时，AS14合金的室温抗拉强度、高温抗拉强度和室温伸长率均为最佳。经双步固溶+时效处理后，合金组织中Si相尺寸更小，形状更规则，且金属化合物碎化更明显。相比单步固溶时效处理，AS14合金的室温抗拉强度和高温抗拉强度都略有提升，分别为364.7MPa、189.6MPa。