Corrors. Sci ：机加工铝合金AA7150-T651的腐蚀行为
【引言】
在铝合金制造过程中，例如轧制，挤压，机械磨削和机械加工等，铝合金产品的近表面区域经常产生高剪切变形，导致近表面变形层微观组织不同于大块合金。由于存在残余应力，高位错密度，合金元素晶界偏析等，近表面变形层的存在可能会显着影响金属材料的腐蚀性能。AA7150-T651铝合金加工后存在近表面变形层，但加工对其腐蚀行为的影响目前没有研究。
【成果简介】
近日，曼彻斯特大学Zhou Xiaorong教授（通讯作者）在Corrors. Sci上发表了题为“The corrosion behaviour of machined AA7150-T651aluminium alloy”的文章。本文研究了机加工AA7150-T651铝合金的腐蚀行为。发现机加工导致合金出现近表面变形层，表现为超细晶粒和Mg、Zn晶界偏析。近表面变形层与大块合金比电化学活性更高，因此在浸入酸化至pH 3.2的3.5wt％氯化钠溶液中时优先腐蚀。由于近表面变形层的优先溶解，机加工合金在浸入溶液时显示出初始瞬态开路电位现象。
[致歉：很抱歉，未能找到通讯作者Zhou Xiaorong的确切中文名字，小编表示诚挚的歉意！]
【图文解读】
图一 样品截面透射电子显微图像
超微切割截面透射电子显微图像，显示出近表面变形层以及底层块状合金。
图二 近表面变形层透射电子图像
该薄板通过电解抛光制备并平行于加工表面，显示近表面变形层的平面图。
图三 样品HAADF图像以及EDX线扫描
(a) 近表面变形层超微切割截面的HAADF显微图像；
(b) 底层块状合金的HAADF显微图像；
(c) 近表面变形层跨两个晶界的EDX线扫描，如图(a)实线所示。
图四 机加工AA7150-T651铝合金和碱性蚀刻合金的开路电位-时间响应
腐蚀溶液为pH 3.2的3.5wt％氯化钠溶液；机加工AA7150-T651铝合金显示出更负的开路电位。
图五 O点时样品显微组织图像
(a) 样品扫描电子显微照片；
(b) O点时的扫描电子显微照片(参见图四)；
(c-e) a、b、c的区域放大图像；
(f) (c)虚线区域放大图像。
图六 开放电位测量不同阶段样品扫描电子显微照片
(a) A点； (b) B点； (c) C点。
图七 A点时样品横截面显微组织图像
(a) SEM图像；
(b) (a)中虚线区域放大图像；
(c-d) (b)中C点、D点TEM图像；(c)：C点；(d)：D点。
图八 腐蚀后显微组织以及铜簇聚集区
图中显示出清晰地腐蚀区与未腐蚀区对比以及铜簇聚集区扫描电子显微图像。
【小结】
本文研究了机加工铝合金AA7150-T651的腐蚀行为，得到了如下结论：
1、机加工使AA7150-T651铝合金产生近表面变形层。变形层特征为超细晶粒和合金元素Mg、Zn于晶界处偏析。通过加工过程中的连续动态再结晶实现晶粒细化。最初存在于AA7150-T651合金中的强化相(MgZn2)由于加工工具正下方产生的相对较高的温度而溶解在近表面变形层内的铝基体中。随后Mg、Zn在变形层内形生晶界偏析。
2、在酸化的3.5wt％氯化钠溶液中机加工铝合金的开路电势-时间响应显示为初始瞬态电位，从约-1.05V(SCE)的初始电位逐渐增加到稳定的电位 约-0.73 V(SCE)。初始瞬态电位与近表面变形层的优先溶解有关，与大块AA7150-T651铝合金相比，阳极活性更高，这是因为与晶粒细化有关的晶界数量明显增加以及Mg、Zn的晶界偏析。在瞬态期间开路电位逐渐增大是由于变形层覆盖的表面积分数逐渐降低。
3、在腐蚀实验初期，在加工合金表面观察到阶梯状腐蚀形态，这可能与通过加工引入和合金表面相交的位错墙的优先溶解有关。
4、腐蚀被限制在近表面变形层中，而不会在开路电位的瞬态期间在块状合金中进行，这表明近表面变形层优先通过阳极溶解提供阴极保护来阻止底层大块合金腐蚀。
文献链接：The corrosion behaviour of machined AA7150-T651 aluminium alloy(Corrors. Sci, July 16, 2017, DOI: 10. 1016/ j. corsci. 2017. 07. 008)
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