導讀：傳統Al-Mg合金的強度主要依靠冷變形和增加Mg含量，但當Mg含量高(>3 wt.%)時，它容易發生應力腐蝕開裂(SCC)。同時優化鋁鎂合金的強度和抗SCC性能是一項具有挑戰性的工作。本研究介紹了一種通過動態塑性變形和優化退火，提高強度和抗SCC性能的納米Al-10Mg (10wt .%)合金。變形后的樣品呈現納米級片層結構。隨著退火溫度的升高，合金的組織尺寸增大，位錯密度減小，由片層晶向等軸晶轉變。250℃退火的納米Al-10Mg合金表現出優異的力學性能，敏化狀態下的SCC敏感性降低。高比例的低角度晶界與降低位錯密度可以有效抑制晶界析出相(GBPs)在敏化過程中的形核和生長，從而保持相對較低的GBPs覆蓋率。研究結果為設計高Mg含量、高強度的鋁鎂合金提供了指導。
鋁鎂合金系列具有中等強度的特性，廣泛應用于汽車、船舶和建筑行業。強化這些合金通常通過冷變形和增加鎂含量來實現。然而，通過提高鎂含量來提高Al-Mg合金的強度面臨著顯著的挑戰。當Mg含量超過3wt .%時，在50 ~ 220℃的高溫下，Mg的過飽和會導致沿晶界的β相分解和形成。這種情況下容易發生嚴重的晶間應力腐蝕開裂(IGSCC)。
大量的研究表明，晶界相在高強度Al-Mg合金應力腐蝕開裂(SCC)敏感性中的關鍵作用。對嚴重IGSCC的易感性與沿GBs持續存在的活性β相有關，β相容易優先溶解。來自Pickens等人的實驗證據表明，當A5083合金在150℃下暴露72 h時，沿GBs形成半連續的膜狀β相。Mg含量的增加和時效時間的延長使β相顆粒之間的間距減小，使這一問題更加嚴重。Yukawa等人觀察到，在150℃下時效100 h后，al - 9mol .% Mg合金沿GBs形成了連續的β相層。此外，不連續的GBPs的溶解會導致裂紋尖端溶液酸化，從而促進原子氫的產生，并可能引發合金的氫脆。因此，有效控制GBPs是提高高強度Al-Mg合金抗SCC性能的關鍵。
提高鋁鎂合金抗SCC性能的策略已經得到了廣泛的研究。其中一個策略是在最佳溫度下進行熱處理，這可以降低敏化Al-Mg合金的SCC敏感性。Kramer等人表明，將敏化的AA5456-H116樣品再次暴露在240 - 280°C的溫度下10分鐘，通過溶解GBPs有效地逆轉敏化。然而，值得注意的是，雖然這種補救性
聲明：
“中科院金屬所《JMST》：通過納米化和可控退火技術提高高鎂鋁鎂合金的強度和抗應力腐蝕開裂性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：中科院金屬所
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2025年07月09日 ~ 11日 
