镍基高温合金是一类重要的高温结构材料，其铸态组织尤其是枝晶组织对最终的性能有重要影响。开发了耦合热力学数据库的相场模型，用于模拟多元镍基高温合金的枝晶生长过程。使用了GPU（Graphics ProcessingUnit）来加速相场计算，以实现大尺度范围下的凝固组织相场模拟。对定向凝固单晶枝晶生长进行了模拟研究，结果表明从基底形成枝晶臂经历了从瞬态生长到稳态生长的过程，且整个过程受到传热与溶质扩散的控制。对定向凝固双晶竞争生长（θ=±15°）进行了模拟研究，其中发散型枝晶生长中择优取向枝晶能竞争掉非择优取向的枝晶使得晶界发生移动，而汇聚型枝晶生长中晶界保持不变。最后研究了自然对流对枝晶生长的影响，并将模拟得到元素偏析结果与试验结果进行了对比，发现吻合较好。

    高温钛合金具有比强度高、耐高温、蠕变抗性、疲劳性能良好等优点，是航空发动机盘件、叶片等热端关键部件的重要结构材料。同时，相比于铝、镁轻合金，钛合金高温性能优异，因而在航空发动机耐热构件的选材当中越来越受青睐。在总结各国近年来发展高温钛合金思路的基础上，依据传统近α 型Ti–Al–Sn–Zr–Mo–Si 系高温钛合金的设计思想，分别添加微量元素Er 和Re，设计了具有自主知识产权的Ti–6.5Al–2.5Sn–9Zr–0.5Mo–1Nb–1W–0.25Si–0.1Er 和Ti–6.5Al–2.5Sn–9Zr–0.5Mo–1Nb–1W–0.25Si–0.1Re 两种耐650℃ 高温钛合金。通过对新合金热加工工艺和热处理制度的优化，使合金达到了热强性、热稳定性和蠕变抗性的最佳匹配模式。为高温钛合金在航空航天领域的应用提供试验依据和理论基础。

    钛合金整体叶盘是先进航空发动机压气机系统的典型轻质高效结构。整体叶盘零件工作时，叶片和盘承受不同的热力条件，采用“双性能”代替传统的“均质”设计，是提高压气机转子减重效果及满足愈加严苛且多变的温度和载荷工作条件使用的有效措施。对比分析了两种“梯度热处理”工艺，即分区控温梯度热处理工艺和局部包
覆控时梯度热处理工艺制备钛合金双性能整体叶盘的可行性，评估了叶片、盘及过渡区的显微组织控制能力。试验结果表明：两种工艺均能在钛合金整体叶盘的叶片与盘之间的过渡区形成稳定可控的温度梯度，得到双重组织，即叶片为双态组织，盘为细小的片层组织，过渡区位置和尺寸可控，显微组织呈渐变特征。可根据整体叶盘锻件的外形特点和组织性能要求，选用适合的制备工艺及相应的工艺参数。

    通过机械合金化法和热轧加工，制备出变形量为70% 的碳化钛弥散强化钾钨（KW–TiC）合金。相比纯钾钨（KW）合金，KW–TiC 合金的晶粒尺寸显著降低，力学性能显著提高，具有2500MPa 的抗弯强度和更高的变形能力。KW–TiC 和KW 都具有低于250°C 的韧脆转变温度（DBTT）。经过真空下1800°C、1h 退火后，KW–TiC 具有与KW 类似的搭晶状组织，但晶粒尺寸比KW 更细小。在电子束热冲击装置上，对KW–TiC 和KW 进行0.44~0.88GW/m²的瞬态热冲击测试。在此能量密度下，KW–TiC 与KW 呈现出不同的开裂形貌，但由于TiC 的存在降低了合金热导率，导致KW–TiC 表面出现局部熔化现象。

    研究了不同的（α+β）两相区固溶处理温度（+700℃ 时效）对IMI834 钛合金锻件组织和性能的影响。采用光学显微镜和透射电镜分析了显微组织，测试了室温拉伸、600℃ 拉伸、600℃ 试样热稳定性和600℃ 持久等力学性能。试验结果表明：固溶温度升高，初生α 相含量不断降低，β 转变组织尺寸、次生α 相集束尺寸略有增大；室温、600℃ 拉伸强度略有提高，而室温、600℃ 拉伸塑性略有降低；600℃ 持久性能明显地提高。在1000~1030℃ 范围内固溶处理后的试样热稳定性基本相当。固溶温度对性能的影响与β 转变组织尺寸、次生α 集束尺寸和合金元素分配的综合作用密切有关。

    航天技术的进步对应用于极端环境的材料提出了更高要求，分为5个部分对超高温碳化物陶瓷近些年来的研究进行调研，分别描述了单组元、二元、多元高熵碳化物材料及其复合材料在理论模拟预测、微观结构调控和宏观性能提升等方面的进展，可以发现材料的硬度、韧性及高温抗氧化等性能得到了有效提高，但更高效实用的制备方法及结构性能机理等还需要进一步探索，同时，对于较新颖的高熵材料而言，通过揭示其组分– 构效关系来有效提高其性能的研究也是重中之重。

    利用Gleeble–3800 热压缩模拟试验机，对TC21 合金在830~1010℃、0.0005~10s^–1 条件下进行了热压缩试验。以试验数据为基础，以Arrhenius热变形本构关系模型推导、不同失稳判据下的热加工图的构建为研究主线，获得了该合金不同热变形工艺参数下的本构关系模型和不同失稳判据（Gegel、Malas、Prasad、Murty、Semiatin失稳判据）下的热加工图，并对上述5 种失稳判据的理论依据及预测结果进行了分析。应用热加工图理论并结合微观组织，预测了该合金的适合成形加工区和流变失稳区，为TC21 合金热加工工艺参数进行了科学合理的优化。

    陕西省摩擦焊接工程技术重点实验室是经陕西省科技厅和教育厅批准, 依托西北工业大学原“焊接工艺及设备”专业，于1997 年12 月开始组建，并于1998 年10 月通过验收。2003、2006、2011、2014、2017 与2018 年分别通过陕西省科技厅组织的重点实验室评估与考核。经过20 年的建设与发展，实验室成为国内唯一以摩擦焊接为专业特色的固相焊接基础研究与工程开发研究平台，研究方向目前主要涉及各种摩擦焊接方法、扩散焊与钎焊、电阻焊、激光焊、精密微连接、冷喷涂、电弧增材制造、固态增材制造与修复再制造等领域。重点实验室以开展应用基础研究工作为主，实现项目、基地、人才的有机结合，接受国内外高校与研究所的访问学者与客座研究人员；力争成为获取关键技术和自主知识产权的重要科研基地；并进一步为国家重大科研工作提供技术支撑和人才储备。同时，提倡团队协作精神，培养科学民主的学术气氛，促进形成科学严谨的工作作风、促进人才培养，不断提升科研团队的学术水平和工程技术研发能力。

    采用激光选区熔化技术成形了GH4169 高温合金试样。研究了固溶加双时效热处理(1060℃/1h 炉冷+760℃/8h 炉冷2h 至650℃/8h，炉冷) 对沉积态GH4169 高温合金的显微组织与拉伸性能的影响，并对沉积态组织特征和热处理析出相进行了表征。结果表明：在基板平面方向，GH4169 沉积态组织表现为细小的“ 胞状” 晶粒结构，
而在平行于沉积方向截面，沉积态组织形貌为呈一定外延生长的柱状枝晶结构。由于成形过程中极快的冷却速度，沉积态下强化相的析出被抑制，其组织主要表征为过饱和的奥氏体基体γ 和枝晶间γ+Laves 共晶。经过固溶加双时效热处理，沉积态中胞状枝晶与Laves 相溶解，在晶界处析出片状δ 相，在晶粒内部析出弥散分布的圆盘状γ″ 相和圆粒状γ′ 相。热处理工艺改善了沉积态试样的拉伸强度，在析出相强化的作用下，GH4169 热处理态试样的室温拉伸性能达到锻件水平。

    结合大飞机活动翼面类部件的结构特点，研究并设计了一套全流程机器人柔性制孔方案。根据机器人的加工方式，提出了利用杯锥系统进行工装快速定位的方法，实现了设备的高效率柔性化制孔。对自动制孔工艺流程及离线编程进行了研究，形成了一套适用于活动翼面类部件的工艺方案及离线编程方法。针对不同材料的叠层制孔，采用变参数加工方法及钻穿工艺，提高了设备制孔的效率和质量。通过试验件的验证，证明了该套柔性制孔方案可以满足产品的加工要求，提高生产效率。

    对高密集金属微通道散热器的成形及封装工艺进行了研究。基于UV–LIGA 技术制作了通道宽度为100μm、高度大于500μm 的高密集金属微通道底板，并将微通道底板与盖板进行封装。针对高密集金属微通道散热器封装中存在的封装面无法完全贴合的问题，提出了一种基于过渡层补偿的封装方法。为了满足封装气密性及强度的要求，制作了标准试样，进行了剪切试验，对比了银浆、环氧树脂和金属锡浆3 种过渡层材料的剪切强度。结果表明金属锡浆的剪切强度最大，并进一步探究了封装面的表面粗糙度对结合强度的影响。基于上述工艺制作出了金属微通道散热器，经2MPa 水压密封性检测无泄漏，满足使用要求。

    飞机铆钉孔的质量对飞机可靠性和安全性至关重要，但铆钉孔的精度仍采用传统的手工方式进行检测，已无法满足现代飞机对铆钉孔高精度的要求。通过研究基于接触式传感器的制孔质量自动检测装置，将接触式测头、位移传感器等机械式测量工具和控制与数据采集系统、数据处理软件等自动化软件结合到一起，实现了铆钉孔孔径、
孔深、锪窝深度和锪窝直径的一体化检测功能，提高了铆钉孔质量检测效率、精度和稳定性，对铆钉孔的接触式一体化检测起到了很好的推动作用，具有良好的工程应用价值。