非平衡晶界偏聚经过30多年的研究发展,已形成了完整的一套理论体系。现已应用于解释晶间脆性现象中。为了进一步挖掘金属与合金的加工与使役潜能,本论文以非平衡偏聚理论为基础,根据晶间胞性的非平衡偏聚机理这一最新成果,对非平衡偏聚理论及其导致的中温脆性和高温拉伸试验不确定性开展了下面四个方向的理论和实验研究：1.三大晶间脆性的普适机理研究根据研究成果,指出三大晶间脆性的统一机制,即非平衡晶界偏聚机制,该机制对解决回火脆性、晶间腐蚀脆性、中温脆性三大晶间脆性具有普适性。并预言了高温拉伸试验的不确定性是由于非平衡晶界偏聚所引起的。2.不锈钢热塑性恶化的非平衡偏聚机理研究根据非平衡晶界偏聚理论,计算了Mintz试验中奥氏体和铁素体两种不锈钢的临界时间和连续冷却过程的等效时间。成功解释了随着应变速率的降低,奥氏体不锈钢热韧性降低,铁素体不锈钢热韧性反而得到恢复的实验现象。3.高温拉伸试验断面收缩率的不确定性通过分析多种合金的断面收缩率随应变速率的变化,发现断面收缩率随着应变速率的增快出现断面收缩率极小值,即脆性极大值,且脆性是由杂质原子的晶界偏聚所引起的,进而提出了高温拉伸试验断面收缩率测试结果不确定性产生的非平衡晶界偏聚机理。4.应变速率对17Cr铁素体不锈钢断面收缩率的影响机理研究以17Cr作为试验材料, 在1100℃保温30mmin后测量10-6～100的应变速率对其500℃拉伸试验断面收缩率的影响,并用EPMA测量断口附近杂质原子晶界偏聚情况,发现脆性极小值是由于S原子的晶界偏聚引起的。