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性嚴重阻礙了鎂合金的廣泛應(yīng)用。近年來,學(xué)者發(fā)現(xiàn)堆垛層錯(SFs)/長周期堆垛有序結(jié)構(gòu)(LPSO)增強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,仍存在幾個關(guān)鍵問題尚未得到解決。
近期,哈爾濱工程大學(xué)張景懷課題組聯(lián)合中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所楊強博士和日本東京大學(xué)管凱博士基于對溶 質(zhì) 富 集 SFs(SESFs)和LPSO結(jié)構(gòu)的腐蝕機理研究,提出了構(gòu)建“均勻電位強化組織”設(shè)計高強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。
研究者通過巧妙合金化設(shè)計,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。首次證實了納米SESFs為一種特殊弱陽極結(jié)構(gòu),降低微電偶腐蝕傾向;證實了SESFs作為弱陽極優(yōu)先腐蝕能夠提高腐蝕膜層保護性。
由于良好的強化效果和弱陽極效應(yīng),含SESFs鎂合金與類似加工狀態(tài)的其他鎂合金相比,具有優(yōu)異強度和耐腐蝕性組合。因此,構(gòu)建含有納米間距弱陽極SESFs結(jié)構(gòu)的細晶組織是設(shè)計高強度耐蝕鎂合金的新策略。
左圖為含SFs和LPSO結(jié)構(gòu)的鎂合金的腐蝕機理圖。