南京工大《Nature》子刊:超细孪晶,让镁合金兼具高强度和耐蚀性! 2024-06-04 07:09:40 传统的超细晶粒镁合金可以获得较高的强度,但由于夹杂了大量的非平衡晶界,对镁合金的耐蚀性有很大的影响。在此,来自南京工业大学等单位的研究者制备了一种由致密超细孪晶组成的超细晶组织,该组织具有高达469MPa的高强度,腐蚀速率降低了一个数量级。相关论文以题为“Evading strength-corrosion tradeoff in Mg alloys via dense ultrafine twins”发表在Nature Communications上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-24939-3 镁(Mg)约占地壳的2.7%,密度约为钢的23%,铝的66%,是工业中广泛使用的金属,特别是在节能和环境友好的应用中。镁化学反应性优异,其天然的钝化表层不能提供足够的防腐保护。此外,纯镁的机械强度较低,不能满足工程应用的要求。因此,制备超高强度、高耐腐蚀镁合金具有重要意义。因此,一般来说,镁合金的耐蚀性与其机械强度成反比,这在大量的超细晶或析出强化镁合金中得到了很好的证明。镁合金,具有较强的晶界强化响应和超细晶粒结构(晶粒尺寸<1µm)通常用于获得超高强度镁合金。严重塑性变形(SPD),是产生超细晶粒的有效方法。虽然镁合金较差的工作能力,妨碍了许多SPD技术的适用性,但高压扭转(HPT)和表面机械磨损处理(SMAT)已经成功地制备了超细晶Mg产品。然而,这些超细晶粒由大量的非平衡晶界组成,对耐腐蚀性能产生不利影响。例如,SMAT后,纯Mg和Mg-1Ca合金的腐蚀速率增加了一个以上的数量级。此外,SPD制备的这些超细晶镁合金,对于工业应用来说往往太小,使用适合大规模生产的技术,制备高耐腐蚀性的超细晶镁合金,仍然是一个巨大的挑战。此外,析出硬化镁合金中的二次相常作为负极,产生深度电偶腐蚀,特别是析出相分布不均匀,往往导致严重的局部腐蚀和机械完整性的迅速丧失。变形孪晶,也用于细化晶粒和增强镁合金。然而,由于孪晶界在应变作用下的高迁移率,往往导致同一孪晶变异体的孪晶增厚和聚并,因此,在镁合金中制备高密度的超细孪晶是相当困难的,孪晶的强化效果也很有限。在此,研究者报道一种通过精心设计的多向压缩法,制备由密集的超细孪晶组成的超细晶镁合金AZ80(晶粒尺寸~300 nm)的策略。与非平衡晶界相比,孪晶界的低能量,有效地规避了非平衡晶界对耐腐蚀性能的不利影响。除了高达469 MPa的高强度,这种超细孪晶(UFT)结构降低了一个数量级的腐蚀速率,并完全抑制了严重的局部腐蚀。这里提出的大规模生产可行工艺,使镁合金的生产具有高强度和高耐腐蚀性。 图1 高密度孪晶的微观结构。 图2 180°C时效24 h后的显微组织。 图3 在3 wt.% NaCl溶液中的腐蚀速率。 图4 3 wt.% NaCl溶液后的腐蚀形貌。 图5 室温拉伸力学性能。 图6 电化学腐蚀特性及腐蚀机理。在此,研究者已经成功地解决了在Mg AZ80中使用量产工艺制造高密度超细孪晶的挑战性问题。这种超细晶孪晶结构,有效地避免了超细晶镁合金的强度-腐蚀权衡。该方法也有应用于其它镁合金的潜力。该研究结果表明,制备超高强度和高耐腐蚀镁合金的工业应用是可行的。(文:水生) 赞 (0) 相关推荐 17-4耐热性 17-4不锈钢牌号是一种时效硬化马氏体合金,兼具高耐腐蚀性和高强度.与传统的马氏体钢不同,它可以通过所有标准方法进行焊接,并通过简单的低温处理在短时间内实现硬化.该产品具有高强度和耐腐蚀性,是高强度碳 ... Nature子刊:喝鲜榨果汁降低免疫力,高果糖饮食损害免疫系统 果汁,经常被大家认为是一个十分健康的饮品,尤其是和奶茶.可乐等饮料比起来,更是显得健康异常,而纯榨取的果汁更是容易获得人们的青睐,但是实际上,果汁并没有我们想象的那么健康.果汁和水果之间有很大的区别. ... Nature 子刊重磅:黄连素具有全新的高糖依赖促胰岛素分泌作用,并在人体得到初步验证 | 杨金奎教... 编者按:2021年9月23日,<自然>杂志子刊Nature Communications发表了首都医科大学附属北京同仁医院杨金奎教授团队的最新研究成果:通过抑制KCNH6钾通道,黄连素具有 ... Nature子刊重磅:全球癌症细胞免疫疗法临床项目概览,超2000条管线,CAR-T仍是主流 癌症的细胞免疫疗法是一种将正常或生物工程改造过的人体细胞移植或输入癌症患者体内,从而达到癌症治疗效果的疗法.早在2013年,便有科学家预言,该疗法将发展成为"未来医学的第三大支柱" ... Nature子刊:全球癌症细胞免疫疗法临床项目概览,超2000条管线,CAR-T仍是主流 癌症的细胞免疫疗法是一种将正常或生物工程改造过的人体细胞移植或输入癌症患者体内,从而达到癌症治疗效果的疗法.早在2013年,便有科学家预言,该疗法将发展成为"未来医学的第三大支柱" ... Nature 子刊:超1.8万人全基因组关联分析,揭示遗传因素如何影响我们的肠道菌群? 肠道微生物菌群是贯穿人类整个生命周期中最丰富的微生物组成部分.近年来的许多研究发现,肠道微生物与人体许多功能的正常运转密切相关,不仅可以帮助我们消化食物,训练免疫系统,还能通过脑肠轴影响大脑情绪.通常 ... 北科吕昭平团队第三篇《Nature》!一种生产高强高塑超细晶钢的简易方法 编辑推荐:这是北科大吕昭平团队自2017年以来发表的第三篇Nature.本文报道了一种在孪生诱导塑性钢(TWIP)中大规模制备超细晶结构的简便方法,屈服强度达到约710MPa,均匀延展率为45%,拉伸 ... Nature子刊:超5万人研究发现人体内神奇的棕色脂肪可预防多种慢性疾病 众所周知,肥胖是导致代谢和心血管疾病的主要因素.人体中除了储存卡路里可导致肥胖的白色脂肪外,还存在有另外一种神奇的棕色脂肪(BAT),它有助于热量消耗和系统性葡萄糖及脂质利用的增加,因此被认为是治疗肥 ... Nature子刊:重新编程T细胞为超免疫细胞,具有强大的抗肿瘤活性 近年来,T细胞代谢及其效应器功能之间的机械联系,以及衰竭的发展,已成为癌症患者的重要治疗目标.在肿瘤微环境(TME)中,持续的有丝分裂刺激诱导效应细胞过度分裂,产生一种耗竭的表型,显示出效应器功能的减 ... Nature子刊|可穿戴薄膜+发带构成非入侵式脑机接口,深度学习加持下准确率超90% 温馨提示 尊敬企业朋友: 沈阳是首批产业转型升级示范区.为加强引导优质资源投资创业,搭建政府和企业合作平台.2019年10月15日举办"创新中国行·走进沈阳暨产业转型创新论坛",邀 ...