突破传统局限！铝镁硅合金过时效腐蚀行为的研究

引言:用透射电镜研究了不同时效时间的Al-Mg-Si合金中腐蚀MgSi纳米析出物的形貌和化学成分，发现粗化的β？在电解双喷涂过程中，析出物被溶解的Mg和残留的Si氧化腐蚀，最终转化为无定形的SiO2沉淀，与al基体形成几乎无腐蚀的界面。因为较大的沉淀物首先被腐蚀，所以非晶沉淀物随着老化时间而增加。这种新发现的晶体到无定形的相变耗尽了酸性电解质而没有任何损害。晶内腐蚀行为在一定程度上解释了过时效Al-Mg-Si合金不易发生点蚀和晶间腐蚀的原因。

时效硬化铝镁硅合金因其良好的成形性、高强度和优异的耐蚀性而广泛应用于汽车工业。时效硬化效应来自于时效过程中形成的纳米析出物对位错运动的阻碍。在合金中，镁硅颗粒在酸性溶液中总是起局部阳极的作用。通常建议将析出物的尺寸控制在临界值以下，使析出物与al基体之间的界面缺陷较少，即以较低的强度为代价提高合金的耐点蚀性能。然而，Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀(IGC)是最严重的欠时效。Al-Mg-Si合金的亚稳态点蚀速率在峰值时效状态下最大，这意味着在过时效状态下以牺牲部分强度为代价获得抗点蚀性和抗IGC性之间的良好平衡是可能的。目前，腐蚀行为以及MgSi纳米析出物的类型和尺寸对过时效Al-Mg-Si合金优异的耐点蚀性和耐IGC性的影响尚未阐明。

近日，中南大学粉末冶金国家重点实验室杜勇教授和李凯副教授团队突破了传统第二相腐蚀行为分析方法的局限性，对MgSi析出物的腐蚀行为进行了分析。相关结果发表在中国科学院顶级期刊《应用表面科学》上，标题为“一种腐蚀过时效Al-Mg-Sialloy中非晶沉淀物的形成”。基于阳极样品在电解液中加速腐蚀的原理，用透射电镜研究了电解双喷雾取样过程中纳米析出相在硝酸-甲醇酸性电解液中的腐蚀行为。

论文链接:https://doi . org/10.1016/j . APS USC . 2021.149329。

由于镁的溶解和二氧化硅非晶态结构的形成，粗β？纳米析出物作为阳极被腐蚀，非晶析出相的比例随着样品老化时间的延长而增加，严重过老化时甚至达到74.6%。能量色散X射线(EDX)分析证实了非晶析出相为SiO2 _ 2，并与离子减薄制备的样品进行了对比，证实了在电解双喷雾样品制备过程中发生了非晶化。

具有较高MgSi的较大体积的纳米沉淀物优先被电解过程中使用的酸性溶液腐蚀。MgSi的析出相越粗，Mg/Si比越高，越容易被腐蚀。另外，β？析出物与Al基体的界面被酸性溶液均匀腐蚀，界面比基体更稳定。

这一发现首次通过实验证据从晶粒内纳米析出物的角度解释了过时效Al-Mg-Si合金点蚀和晶间腐蚀敏感性随时效时间延长而降低的原因。

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