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鎂合金的密度是鋼鐵的1/4、鋁合金的2/3，是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，而低的絕對(duì)強(qiáng)度和耐蝕性限制了其實(shí)際工程應(yīng)用。通常采用的劇烈塑性變形(SPD)方法對(duì)鎂合金強(qiáng)度的大幅提升較為有效，可制備出超細(xì)晶超高強(qiáng)鎂合金。然而，具有密排六方結(jié)構(gòu)鎂合金較差的冷變形能力，需要在較高溫度條件下進(jìn)行SPD加工處理，易造成晶粒長大，難以獲得超細(xì)晶組織。傳統(tǒng)SPD制備的超細(xì)晶所形成非平衡晶界會(huì)顯著降低鎂合金的耐蝕性。此外，傳統(tǒng)SPD制備的超細(xì)晶鎂合金樣品尺寸小，難以在工程中獲得應(yīng)用。以往研究表明，孿晶組織可用于細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，且孿晶界的能量低，不會(huì)對(duì)鎂合金耐腐蝕性能造成顯著影響。然而，鎂合金中易啟動(dòng)的拉伸孿晶界面在應(yīng)力作用下易長大和合并。因此，高密度超細(xì)孿晶組織的制備是亟須解決的關(guān)鍵問題。
近日，中國科學(xué)院金屬研究所核用材料與安全評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員許道奎團(tuán)隊(duì)與南京工業(yè)大學(xué)教授信運(yùn)昌課題組合作，在高強(qiáng)高耐蝕鎂合金材料研究方面取得進(jìn)展?？蒲腥藛T采用多道次三向壓縮技術(shù)制備孿晶組織，通過對(duì)壓縮路徑及道次應(yīng)變的獨(dú)特設(shè)計(jì)，利用12道次低應(yīng)變和高應(yīng)變循環(huán)交替壓縮，在AZ80鎂合金中制備出平均片層厚度約為200 nm的高密度孿晶組織，使平均晶粒尺寸從初始材料的33 mm左右細(xì)化至300 nm，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)469 MPa，是目前已報(bào)道該系列鎂合金中強(qiáng)度最高的。利用高密度超細(xì)孿晶組織細(xì)化晶粒，避免了非平衡晶界對(duì)耐腐蝕性能的不利影響，并改變了β-Mg17Al12相的形貌及分布。β-Mg17Al12析出相呈顆粒狀，細(xì)小且均勻分布在鎂基體中，顯著抑制了局部腐蝕的發(fā)生，將腐蝕速率降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
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