采用扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(STEM)及能谱仪(EDS)等实验手段，系统研究了稀土元素Ce对X20Co马氏体耐热钢(X20Co)微观组织和蠕变行为的影响。结果表明，在680~720℃、100~200 MPa实验条件下，Ce元素添加提高了X20Co蠕变寿命，且随着Ce含量的提高，X20Co的蠕变寿命显著延长。在700℃/150 MPa时，添加质量分数为0.005%和0.012%Ce的X20Co其蠕变断裂时间分别为77.6和119.0 h，比不添加Ce的蠕变断裂时间(58.3 h)分别提高33%和104%以上。不添加Ce和添加质量分数为0.005%、0.012%Ce的X20Co，对应的蠕变应力指数分别为5.05和4.76、4.49，蠕变激活能分别为572.3、595.0、642.1 kJ/mol，蠕变门槛应力分别为58.3、87.8、82.5 MPa。三种不同Ce元素含量X20Co的蠕变机制均为位错攀移控制机制，Ce元素的添加，并未改变X20Co的蠕变机制。但是，Ce元素的添加，其明显提高了X20Co的蠕变激活能和门槛应力。蠕变前和断裂后微观组织对比分析表明，X20Co中存在三类析出相：沿晶界分布的富W大尺寸M₆C和富Cr的较大尺寸M₂₃C₆，以及弥散分布在晶内的富V细小MC。Ce元素添加，能够减少大尺寸块状M₆C的数量，有效改善X20Co的蠕变性能。

用不连续称重法表征了Cr含量(质量分数)分别为20%、24%和28%的Ni-Fe-Cr-Al合金在1200℃空气中氧化后氧化膜的形貌和相组成，研究了这类合金的氧化行为。结果表明：这三种不同Cr含量的Ni-Fe-Cr-Al合金在1200℃氧化100 h后其氧化动力学曲线都符合抛物线规律，氧化速率相近，Cr含量的提高使其抗氧化性能有所提高。这三种Ni-Fe-Cr-Al合金在1200℃氧化1 h后生成的氧化膜均具有两层结构，外层由Cr₂O₃和少量尖晶石氧化物NiCr₂O₄组成,内层为Al₂O₃层；氧化100 h后氧化膜仍为两层结构，与氧化1 h的不同之处是外层主要由混合尖晶石和少量Cr₂O₃组成，混合尖晶石为NiCr₂O₄、NiFe₂O₄，内层为连续Al₂O₃层。这三种合金在氧化过程中均出现明显的内氮化。Cr含量的提高对氧化1 h发生的内氮化有一定的抑制。随着氧化时间的延长(100 h)这三种合金的内氮化深度相近，提高Cr含量对内氮化影响不大。

在40Cr表面激光熔覆CoCrFeNiSi _x (x = 0.2，0.6，1)高熵合金涂层，分析其物相、显微组织、硬度并测试了摩擦磨损和电化学腐蚀性能，研究了Si元素对高熵合金涂层的相结构、组织和性能的影响。结果表明：随着Si元素的增加涂层从单一面心立方结构转变为面心立方和硅化物σ相结构，最后转变为面心立方、体心立方和σ相结构。涂层的显微组织由等轴晶转变为柱状晶，最后成为树枝晶。随着Si含量的提高涂层的显微硬度随之提高，x = 1的涂层其平均硬度最高(498.92HV)，约为基体的2.52倍。其主要原因是，Si元素的加入导致晶格畸变，引起的固溶强化和涂层中生成的金属间化合物σ相产生了第二相强化。随着Si含量的提高涂层的磨损量减少和平均摩擦系数显著降低，Si含量为1的涂层摩擦系数约为0.309。在总体上，涂层的主要磨损机制由黏着磨损、分层磨损向磨粒磨损演变，耐磨性能明显提高。在3.5%NaCl溶液中，这种涂层的耐蚀性能随着Si含量的提高而提高，Si含量为1的涂层，其耐蚀性能最好。

对SmFeN粉末渗氮，研究了渗氮对其吸波性能的影响。结果表明：渗氮能提高SmFeN合金的 N含量，使合金中氮化物的结构向Fe₃N、Fe₂N转变，从而提高其吸波性能。渗氮使SmFeN的反射损耗大幅度增强(最小反射损耗值为-52.49 dB)，使有效吸收频宽变宽并向低频移动，在10.4~14.7 GHz频段有效吸收频宽的最大值为4.3 GHz。

使用低含量的NH₄Cl活化剂，用粉末包埋法在不同温度对316L不锈钢渗铝不同时间在其表面制备了连续致密的Fe-Al渗层，使用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段表征了Fe-Al渗层的表面形貌、截面结构以及物相组成，研究了渗铝温度和渗铝时间的影响。结果表明，在不同温度渗铝，渗层主要由Fe₂Al₅相和FeAl₃相组成且呈多层结构，渗层厚度随着渗铝温度的提高而增大；在650~750℃渗铝，渗层呈锯齿状结构嵌入基底，随着渗铝温度的提高齿状形貌特征逐渐消失且渗层表面质量变差。随着渗铝时间的增加，渗层的厚度随之增加但是物相组成不变。结合渗层成分的热力学稳定性，分析了渗层的形成过程。在反应初期已经在基体表面生成了FeAl₃相，但是Fe₂Al₅相一旦开始生成其生长速率就远高于FeAl₃相而使其生长受到抑制；而Fe₃Al相，只有在温度低于422℃时才开始生成。在动力学基础上建立了渗铝的动力学模型并计算出其扩散激活能。

对一种低密度钢Fe-29.96Mn-9.56Al-1.01C在温度为850~1100℃和应变速率为0.01~10 s^-1条件下进行等温压缩，用OM、EBSD和TEM等手段对其表征并构建基于应变补偿的本构方程，研究这种钢在等温压缩过程中的组织演化和动态再结晶以及Z参数对其动态再结晶的影响。结果表明，低温和高应变速率有利于钢中生成细小的动态再结晶晶粒，但是再结晶不充分。应变速率的降低和温度的提高，可使这种钢的动态再结晶较为充分。低密度钢的动态再结晶与Z值有密切的关系。高温和低应变速率的变形条件有利于Z值较低的低密度钢发生再结晶和晶粒的长大。Z值处于中高值的低密度钢，其动态再结晶的晶粒细较小和保留原始带状组织，再结晶程度较低。在低密度钢的热变形过程中晶界取向差呈双峰结构，其主要动态再结晶机制是非连续动态再结晶，在各个热压缩条件下连续动态再结晶和几何动态再结晶的程度都比较低。

对GCr15轴承钢深沟球轴承套圈进行冷辗扩实验和模拟，用有限元仿真、微观组织观察、残余应力和力学性能测试等手段研究了进给速度对其残余应力的分布、碳化物的析出行为和硬度的影响。结果表明，进给速度为0.50 mm/s时冷辗扩模拟得到套圈外表面残余压应力均值为-170.49 MPa，与实验测定值-160.10 MPa只差6.49%，表明这种模拟的可靠性。随着进给速度的提高(为0.70或0.90 mm/s)套圈变形速率随之提高，心部与表层之间的相对变形量和残余应力增大；套圈内表层碳化物分布均匀，颗粒细小，沟槽处碳化物的平均尺寸最小，分布最密集。套圈的硬度沿径向变化，内表面的硬度比外表面的高，沟槽处的硬度最大。

用简单的溶剂热法制备1T/2H相WS₂纳米材料，改变前驱体中WCl₆/TAA的摩尔比和反应温度调控WS₂中1T相的含量。用X射线衍射(XRD)分析、X射线光电子能谱分析(XPS)和扫描电镜(SEM)观察探讨反应条件对产物中1T相含量的影响，并用共催化降解实验证实了W-200 (W-12)有最佳的助催化性能。用透射电镜(TEM)观察和拉曼光谱分析证实了W-200具有最佳的1T相含量。对比反应前后材料的状态发现，WS₂在使用过程中会产生硫空位和具有优异的可循环使用性。