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近日，中科院金屬研究所中科院核用材料與安全評(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，在制備高強(qiáng)高耐蝕鎂合金材料方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然—通訊》。
據(jù)了解，鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，但絕對(duì)強(qiáng)度和耐蝕性低，極大限制了其實(shí)際工程應(yīng)用。
已有研究發(fā)現(xiàn)，具有密排六方結(jié)構(gòu)的鎂合金冷變形能力較差，需在較高溫度條件下進(jìn)行劇烈塑性變形(SPD)加工處理，極易造成晶粒長大，難以獲得超細(xì)晶組織。更為嚴(yán)重的是，傳統(tǒng)SPD制備的超細(xì)晶所形成的非平衡晶界會(huì)顯著降低鎂合金的耐蝕性。
早期研究表明，孿晶組織也可用于細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，且不會(huì)對(duì)鎂合金耐腐蝕性能造成顯著影響。因此，高密度超細(xì)孿晶組織的制備是亟須解決的問題。
許道奎和信運(yùn)昌團(tuán)隊(duì)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鎂合金中成功地制備出平均片層厚度約為200納米的高密度孿晶組織，使平均晶粒尺寸從初始材料的33毫米左右細(xì)化至300納米，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)469兆帕，是已報(bào)道該系列鎂合金中強(qiáng)度最高的。
團(tuán)隊(duì)利用高密度超細(xì)孿晶組織細(xì)化晶粒，不僅避免了非平衡晶界對(duì)耐腐蝕性能的不利影響，而且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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