哈工程發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)高強(qiáng)耐蝕鎂合金的新思路

鎂合金是目前最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料，除了高力學(xué)性能外，優(yōu)異的耐腐蝕性也是高性能結(jié)構(gòu)金屬材料的重要指標(biāo)。然而鎂合金高的本征活性和差的膜層保護(hù)性嚴(yán)重阻礙了鎂合金的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，學(xué)者發(fā)現(xiàn)堆垛層錯(cuò)（SFs）/長(zhǎng)周期堆垛有序結(jié)構(gòu)（LPSO）增強(qiáng)的鎂合金具有超高的力學(xué)性能和優(yōu)良的綜合性能，但在目前的腐蝕研究中，仍存在幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題尚未得到解決。

近期，哈爾濱工程大學(xué)張景懷課題組聯(lián)合中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所楊強(qiáng)博士和日本東京大學(xué)管凱博士基于對(duì)溶 質(zhì) 富 集 SFs（SESFs）和LPSO結(jié)構(gòu)的腐蝕機(jī)理研究，提出了構(gòu)建“均勻電位強(qiáng)化組織”設(shè)計(jì)高強(qiáng)耐蝕鎂合金的新思路。相關(guān)論文以New insights on the different corrosion mechanisms of Mg alloys with soluteenriched stacking faultsor long period stacking ordered phase為題發(fā)表在Corrosion Science上。

研究者通過(guò)巧妙合金化設(shè)計(jì)，制備了一種新型Mg96.9Er2.4Zn0.6Zr0.1合金，系統(tǒng)地研究和比較了強(qiáng)化結(jié)構(gòu)溶質(zhì)富集SFs和LPSO在該合金成分下的不同腐蝕行為。首次證實(shí)了納米SESFs為一種特殊弱陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，降低微電偶腐蝕傾向；證實(shí)了SESFs作為弱陽(yáng)極優(yōu)先腐蝕能夠提高腐蝕膜層保護(hù)性。

由于良好的強(qiáng)化效果和弱陽(yáng)極效應(yīng)，含SESFs鎂合金與類(lèi)似加工狀態(tài)的其他鎂合金相比，具有優(yōu)異強(qiáng)度和耐腐蝕性組合。因此，構(gòu)建含有納米間距弱陽(yáng)極SESFs結(jié)構(gòu)的細(xì)晶組織是設(shè)計(jì)高強(qiáng)度耐蝕鎂合金的新策略。

左圖為含SFs和LPSO結(jié)構(gòu)的鎂合金的腐蝕機(jī)理圖。