本书内容基于作者及其团队长期从事该领域研究的成果，包括在国家重点研发计划、国家核聚变能ITER重大专项和国家自然科学基金等项目支持下的研究成果，较为全面地展示了含钨难熔高熵合金及其加工领域的研究状况和发展趋势。
　　全书分为上下两卷。上卷共8章，包括难熔高熵合金概述、相组成和显微组织、室温与高温力学性能、微观组织与力学性能可靠性分析以及抗辐照、耐腐蚀性能等内容，还介绍机器学习预测高性能含钨难熔高熵合金的前沿技术进展。下卷共7章，主要论述含钨难熔高熵合金相关加工技术研究进展情况，包括切削加工、电火花加工、电解成形加工、电解抛光、电解电火花复合加工等加工技术的加工工艺与机理，还探究含钨难熔高熵合金作为刀具材料的应用潜力和可行性。本书研究内容可为高性能含钨难熔高熵合金材料的研发、机理研究，以及其零部件制造和实际工程应用等提供理论基础和技术支持。


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2015-2016，香港理工大学，博士后研究员 2010-2014，香港理工大学，博士2016-至今，合肥工业大学，教授机械工程，领域交叉融合制造技术1）先进功能材料与器件安徽省重点实验室-高性能金属材料方向带头人 2）中国机械工程学会特种加工分会委员 3）安徽省机械工程学会热处理专业委员会常务理事

目录
序
上卷
第1章 难熔高熵合金概述 1
1.1 高熵合金及其发展 1
1.1.1 高熵合金概念的提出和演进 1
1.1.2 难熔高熵合金的组成及特性 2
1.1.3 高熵合金的设计方法 4
1.2 难熔高熵合金的力学性能 7
1.2.1 室温力学性能 7
1.2.2 高温力学性能 11
1.3 难熔高熵合金的功能特性 12
1.3.1 耐腐蚀性能 12
1.3.2 抗氧化性能 15
1.3.3 抗辐照性能 17
1.3.4 耐磨性能 18
1.4 含钨难熔高熵合金的工程应用前景 19
1.5 含钨难熔高熵合金的制备技术 21
1.5.1 真空电弧熔炼 22
1.5.2 粉末冶金 23
1.5.3 机械合金化 23
1.5.4 气体雾化法 25
1.5.5 磁控溅射 25
1.5.6 增材制造 26
参考文献 28
第2章 含钨难熔高熵合金的相组成和显微组织 31
2.1 单相难熔高熵合金 31
2.1.1 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？？？W？系合金 31
2.1.2 TiZrHfNbTaW？系合金 40
2.1.3 Nb？？Mo？？Ta？？Ti？？W？C？系合金 42
2.1.4 (TiVCr)？？？？？W？系合金 46
2.2 双相结构难熔高熵合金 53
2.2.1 (FeVCr)？？？？？W？系合金 53
2.2.2 WNbMoTaZr？系合金 57
2.2.3 WNbMoTaVZr？系合金 62
2.2.4 TiVZrTaW？系合金 67
2.2.5 (TiVZrTaW？？)？？？？？N？系合金 70
参考文献 73
第3章 含钨难熔高熵合金室温力学性能及变形行为 74
3.1 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？？？W？系难熔高熵合金 74
3.1.1 硬度和压缩力学性能 74
3.1.2 断裂形貌分析 76
3.1.3 强化机制 78
3.1.4 塑性变形机制 80
3.2 TiZrHfNbTaW？系难熔高熵合金 81
3.2.1 压缩力学性能 81
3.2.2 固溶强化机制 83
3.3 Nb？？Mo？？Ta？？Ti？？W？C？系难熔高熵合金 84
3.4 (TiVCr)？？？？？W？系难熔高熵合金 88
3.4.1 硬度和压缩力学性能 88
3.4.2 断裂形貌 90
3.4.3 强化机制 92
3.5 WNbMoTaZr？系难熔高熵合金 95
3.5.1 硬度和压缩力学性能 95
3.5.2 断裂形貌分析 99
3.6 WNbMoTaVZr？系难熔高熵合金 101
3.6.1 硬度和压缩力学性能 101
3.6.2 断裂形貌分析 105
3.7 (TiVZrTaW？)？？？？？N？系难熔高熵合金 107
3.7.1 TiVZrTaW？系合金 107
3.7.2 (TiVZrTaW？？)？？？？？N？系合金 109
3.8 (FeVCr)？？？？？W？系难熔高熵合金 111
3.8.1 力学性能 111
3.8.2 塑性流变机制 113
参考文献 122
第4章 含钨难熔高熵合金的高温力学性能及变形行为 124
4.1 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？？？W？系合金的高温力学性能及变形机制 124
4.1.1 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？？？W？系合金的高温力学性能 124
4.1.2 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？？？W？系合金的高温变形行为 126
4.2 低纯度原料制备 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？？？W？系合金的高温力学行为 129
4.2.1 低纯度原料制备合金的高温力学性能 129
4.2.2 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？W？？C？.？（N？.？）合金的微观组织和力学性能 129
4.3 Ti？？V？？Nb？？Hf？？W？合金的高温力学性能和显微组织演变 134
4.3.1 室温显微组织 134
4.3.2 高温力学性能 135
4.3.3 高温变形条件下的显微组织演变 137
4.4 Ti？？V？？Nb？？Hf？？W？合金的高温塑性变形机理 138
4.4.1 微观变形机制及位错类型 138
4.4.2 高温塑性急剧下降的原因分析 140
4.4.3 高温下位错类型的转变与强化 141
参考文献 144
第5章 WNbMoTaZr 难熔高熵合金可靠性研究 145
5.1 可靠性分析方法 145
5.2 微观组织和力学性能的可靠性分析 146
5.2.1 微观组织的可靠性分析 146
5.2.2 力学性能的可靠性分析 148
5.3 应变速率对力学性能可靠性的影响 152
5.4 试样长径比对可靠性的影响 154
参考文献 156
第6章 含钨难熔高熵合金的抗辐照性能 157
6.1 含钨难熔高熵合金的SRIM辐照模拟分析 157
6.1.1 SRIM软件介绍 157
6.1.2 Ti？？V？？Nb？？Hf？？W？合金中的H离子运动轨迹 158
6.1.3 H离子及反冲靶材原子在合金中的分布 160
6.1.4 H离子在合金中的能量损失 162
6.1.5 H离子注入合金后的缺陷分布 163
6.1.6 H离子注入参数设计 164
6.2 Ti？？V？？Nb？？Hf？？W？合金的辐照硬化行为 165
6.2.1 SRIM模拟 165
6.2.2 显微组织 166
6.2.3 纳米压痕硬度变化 167
6.2.4 纳米压痕硬度变化分析 169
6.3 Ti？？V？？Cr？Zr？Ta？？？？W？（x = 10，15）系合金的抗辐照性能 173
6.3.1 辐照对合金相结构与微观组织的影响 173
6.3.2 辐照对合金力学性能的影响 176
参考文献 178
第7章 含钨难熔高熵合金的耐腐蚀性能 179
7.1 溶液温度对Nb？？Mo？？Ta？？Ti？？W？C？系合金耐腐蚀性的影响 179
7.1.1 溶液温度对钝化膜耐腐蚀性的影响 179
7.1.2 溶液温度对极化特性的影响 187
7.1.3 溶液温度对腐蚀形貌的影响 192
7.2 溶液浓度对Nb？？Mo？？Ta？？Ti？？W？C？系合金耐腐蚀性的影响 194
7.2.1 溶液浓度对钝化膜耐腐蚀性的影响 194
7.2.2 溶液浓度对极化特性的影响 200
7.2.3 溶液浓度对腐蚀形貌的影响 203
7.3 含钨难熔高熵合金钝化膜的形成过程 205
7.3.1 W？Nb？？Mo？？Ta？？Ti？？合金的溶解特性 206
7.3.2 扫描电位对含钨难熔高熵合金电化学行为的影响 207
7.3.3 溶液温度对钝化膜形成过程的影响 213
7.4 含钨难熔高熵合金钝化膜的钝化行为 221
7.4.1 不同钝化阶段下合金钝化行为分析 221
7.4.2 不同钝化阶段下合金钝化膜的组成成分 225
7.4.3 钝化机理分析 233
7.5 含钨难熔高熵合金在高电位下的点蚀行为 234
7.5.1 高电位下难熔高熵合金溶解特性研究 235
7.5.2 合金腐蚀行为的产生 238
7.5.3 腐蚀机理分析 244
参考文献 245
第8章 机器学习预测高性能含钨难熔高熵合金 246
8.1 数据集的搭建与机器学习模型分析 246
8.1.1 数据集搭建 246
8.1.2 机器学习模型对比分析 248
8.2 七元合金的预测和分析 249
8.2.1 特征工程 249
8.2.2 力学性能预测 253
8.2.3 可解释性分析 254
8.3 七元合金预测结果的实验验证 256
8.4 高熵合金的强塑性协同优化模型与分析 263
8.4.1 数据处理与分析 263
8.4.2 机器学习模型建立与训练 269
8.4.3 可解释性分析 273
8.5 基于粒子群的含钨难熔高熵合金实验验证 274
8.5.1 粒子群优化算法辅助的合金性能预测 274
8.5.2 含钨难熔高熵合金实验验证 278
参考文献 282
下卷
第9章 含钨难熔高熵合金刀具应用探究 285
9.1 刀具概述 285
9.2 (TiVFe？Ta)？？W？？系难熔高熵合金 286
9.2.1 (TiVFe？Ta)？？W？？系合金的相结构 286
9.2.2 (TiVFe？Ta)？？W？？系合金的微观组织 289
9.2.3 (TiVFe？Ta)？？W？？系合金的力学性能 295
9.3 难熔高熵合金刀具切削性能 298
9.3.1 切削前刀具处理 299
9.3.2 切削力对比 301
9.3.3 加工表面粗糙度分析 309
9.3.4 切屑与加工表面形貌对比 311
9.4 难熔高熵合金刀具的磨损行为 315
9.4.1 前刀面磨损形貌对比 315
9.4.2 刀具磨损机理 316
9.4.3 磨损过程中的切削力变化对比 321
9.4.4 刀具磨损后的加工表面质量 321
参考文献 323
第10章 含钨难熔高熵合金切削加工性能 325
10.1 切削参数对切削力的影响 325
10.1.1 切削速度的影响 325
10.1.2 切削深度的影响 331
10.1.3 进给量的影响 332
10.2 刀具参数对切削力的影响 334
10.2.1 刀尖圆弧半径对切削力的影响 334
10.2.2 负倒棱角度对切削力的影响 339
10.2.3 主偏角对切削力的影响 344
10.3 切削参数对已加工表面质量的影响 345
10.3.1 切削速度对表面粗糙度的影响 347
10.3.2 切削深度对表面粗糙度的影响 349
10.3.3 进给量对表面粗糙度的影响 350
10.3.4 切削速度对表面形貌的影响 350
10.3.5 进给量对表面形貌的影响 353
10.3.6 切削深度对表面形貌的影响 355
10.4 刀具参数对表面质量的影响 356
10.4.1 刀尖圆弧半径对表面粗糙度的影响 357
10.4.2 负倒棱角度对表面粗糙度的影响 358
10.4.3 主偏角对表面粗糙度的影响 359
10.4.4 刀尖圆弧半径对表面形貌的影响 360
10.4.5 负倒棱角度对表面形貌的影响 362
参考文献 364
第11章 含钨难熔高熵合金的切屑特征及发光现象 366
11.1 切屑形成过程及微观形貌分析 366
11.1.1 切屑形成过程 366
11.1.2 切屑微观形貌分析 368
11.1.3 刀尖切屑黏结物分析 371
11.2 切削参数对切屑形状特征的影响 375
11.2.1 对切屑宽度的影响 375
11.2.2 对切屑厚度的影响 377
11.2.3 对切屑剪切角的影响 379
11.3 刀具参数对切屑形貌特征的影响 380
11.3.1 刀尖圆弧半径对切屑形成及微观形貌的影响 380
11.3.2 负倒棱角度对切屑形成及微观形貌的影响 388
11.4 发光现象及其机理 393
11.4.1 发光现象的产生 393
11.4.2 切削热模型建立 395
11.4.3 发光机理 397
11.5 发光现象对切屑形貌特征和加工表面质量的影响 403
11.5.1 切屑表面熔融现象的形成机制 403
11.5.2 发光现象对切屑微观形貌的影响 406
11.5.3 切屑表面再结晶现象 416
11.5.4 发光现象对已加工表面粗糙度和形貌的影响 422
参考文献 423
第12章 含钨难熔高熵合金的电火花加工 425
12.1 (TiVCr)？？W？和(FeVCr)？？W？合金电火花成形加工工艺 425
12.1.1 粗加工模式下放电参数对加工效率和表面粗糙度的影响 425
12.1.2 精加工模式下放电参数对加工效率和表面粗糙度的影响 433
12.2 (TiVCr)？？W？和(FeVCr)？？W？合金电火花成形加工工艺评估和优化 439
12.2.1 加工效率和加工表面粗糙度值数学模型建立与可控性评估 439
12.2.2 基于粒子群算法的加工工艺可控性验证与优化 447
12.3 (TiVCr)？？W？和(FeVCr)？？W？合金电火花成形加工的材料蚀除机制 450
12.3.1 加工表面组成与元素含量分析 450
12.3.2 合金枝晶结构微观组织的蚀除行为 453
12.4 WNbMoTaZr？.？和WNbMoTaZr合金的电火花线切割加工性能 455
12.4.1 工艺参数对加工效率的影响 455
12.4.2 工艺参数对表面粗糙度值的影响 462
12.4.3 电火花线切割加工表面形貌分析 466
参考文献 472
第13章 (TiVCr)？？W？合金的电化学加工 473
13.1 (TiVCr)？？W？合金电化学溶解特性 473
13.1.1 不同酸碱环境下电化学溶解特性分析 473
13.1.2 碱性环境中的极化特性分析 484
13.2 (TiVCr)？？W？合金微结构的电解成形加工 486
13.2.1 电解成形加工试验方案 486
13.2.2 工艺参数对加工质量的影响 487
13.3 (TiVCr)？？W？合金电解成形加工工艺参数优化 494
13.3.1 正交实验设计与结果 494
13.3.2 正交实验结果分析 495
13.3.3 典型微结构的电解加工 499
13.4 (TiVCr)？？W？合金电解抛光工艺及机理 501
13.4.1 整体式电解池中的阳极极化 501
13.4.2 分体式电解池中的阳极极化 508
参考文献 518
第14章 WNbMoTaZr合金的小孔电解加工 519
14.1 WNbMoTaZr合金的电化学溶解行为 519
14.1.1 阳极极化行为分析 519
14.1.2 表面钝化行为分析 524
14.1.3 电化学腐蚀表面形貌分析 528
14.2 WNbMoTaZr合金振动辅助小孔电解加工仿真 531
14.2.1 管阴极振动辅助小孔电解加工结构模型 531
14.2.2 电解加工多物理场耦合仿真分析 535
14.3 WNbMoTaZr合金振动辅助小孔电解加工试验 544
14.3.1 振动辅助小孔电解加工试验方案 544
14.3.2 工艺参数对加工质量的影响 546
14.3.3 小孔通孔及盲孔加工结果 555
参考文献 557
第15章 含钨难熔高熵合金的电解电火花复合加工 558
15.1 (TiVCr)？？W？和(FeVCr)？？W？合金电解电火花复合加工可行性探究 558
15.2 (TiVCr)？？W？和(FeVCr)？？W？合金电解电火花复合加工蚀除行为调控 560
15.2.1 间隙电压 560
15.2.2 脉冲宽度 561
15.2.3 脉冲间隔 562
15.2.4 组合加工 563
15.3 TiVZrTaW？和(TiVZrTaW)？？.？N？.？合金的通孔电解电火花复合加工 565
15.3.1 合金性能表征 565
15.3.2 加工参数对合金通孔电解电火花复合加工性能的影响 567
15.3.3 小孔加工质量分析 573
15.4 (TiVZrTaW)？？.？N？.？和TiVZrTaW？合金的盲孔电解电火花复合加工 576
15.4.1 加工效率 577
15.4.2 峰值电流对于盲孔形状的影响 578
15.4.3 盲孔形貌对比 578
15.4.4 盲孔侧壁形貌对比 580
15.4.5 盲孔底面形貌及粗糙度 582
参考文献 586