通过调控LPSO相结构，协同提升挤压Mg-Y-Al合金的耐腐蚀性和机械性能

《Journal of Alloys and Compounds》：Synergistic enhancement of corrosion resistance and mechanical properties of extruded Mg-Y-Al alloys by regulating the LPSO phase

镁合金力学性能与耐腐蚀性协同优化：通过预挤压热处理调控长周期堆垛有序（LPSO）相实现强度（225 MPa）与耐蚀性（0.10 mm·y?1）同步提升，揭示LPSO相细化晶粒（6.74 μm）及抑制Al?Y相形成对腐蚀膜致密化（准钝化）的机制。

　　镁合金因其低密度和优异的阻尼性能，在汽车和航空航天工业中作为轻质结构材料受到越来越多的关注。然而，在实际应用中，镁合金的耐腐蚀性和机械性能往往存在矛盾。这种矛盾限制了镁合金在许多关键领域的广泛应用。本研究通过调控预挤压热处理过程中的长周期堆垛有序（Long-Period Stack Ordered）相的形成方式，在WA系列镁合金中制备了一种新型的挤出合金——WA（6）合金（Mg?Fe?Al合金）。该合金通过优化长周期堆垛有序相的含量和形态，在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性。

WA（）合金的典型组成是镁?铝?钇体系，其中铝和钇的含量分别为0.09 wt%和0.05 wt%。本研究关注的是WA（）合金在热挤压过程中通过调控预处理温度，从而改变其长周期堆垛有序相的形成方式。这种调控不仅影响了合金的微观结构和机械性能，并且对合金的耐腐蚀性也产生了深远的影响。通过实验分析发现，WA（）合金在热挤压过程中形成了具有高体积分数（约7 wt%）的长周期堆垛有序相，并且其晶粒尺寸得到了显著细化（约）。

实验结果显示，在3 wt%，NaCl溶液中，WA（）合金的腐蚀速率仅为0。相比之下，未引入长周期堆垛无序相的WA（）合金，其晶粒尺寸较大（约），并且腐蚀速率较高（0。这一显著差异表明，长周期堆垛有序相的引入在提升镁合金强度的同时，也对其耐腐蚀性产生了积极影响。这种影响主要来源于长周期堆垛有序相对晶粒的细化作用以及对某些不利腐蚀相（如Al?Y相）形成的抑制作用。通过这种调控，不仅改善了合金的微观结构，也提升了其整体性能。

本研究通过综合的实验手段，包括X射线衍射分析、扫描电镜观察以及电化学测试，对WA（）合金的微观结构和性能进行了深入研究。X射线衍射分析表明，WA（）合金中存在丰富的长周期堆垛有序相，而WA（）合金中则较少。扫描电镜观察进一步揭示了长周期堆垛有序相的微观结构特征，包括其形态和分布。这些结构特征不仅影响了合金的强度，也对其耐腐蚀性产生了重要作用。电化学测试则用于评估合金在不同腐蚀环境下的性能表现，包括其腐蚀速率和电位差。

长周期堆垛有序相在镁合金中的形成通常受到合金成分和热处理工艺的共同影响。在本研究中，通过调整预挤压热处理温度，成功调控了长周期堆垛有序相的形成。在4℃的热处理条件下，长周期堆垛有序相的体积分数较高，而在5℃的条件下则较低。这一现象与基于CALPHAD方法的相图计算结果一致，表明通过热处理调控长周期堆垛有序相的形成是可行的。这种调控不仅改善了合金的微观结构，也对其性能表现产生了积极影响。通过这种调控方式，镁合金可以在保持高强度的同时显著提高其耐腐蚀性，从而克服传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法。

在实验过程中，首先将镁合金的原材料按照特定比例熔化，并通过铸造工艺形成铸锭。随后，对铸锭进行预挤压热处理，以优化长周期堆垛有序相的形成方式。预挤压热处理的温度对长周期堆垛有序相的形成具有显著影响。在4℃的条件下，长周期堆垛有序相的体积分数较高，而在更高的温度下则较低，这表明预处理温度是调控长周期堆垛有序相形成的关键因素。通过热处理工艺的优化，可以有效控制长周期堆垛有序相的含量和形态，从而提升镁合金的整体性能。

在热挤压过程中，长周期堆垛有序相对晶粒的细化作用主要通过以下两种机制实现：首先，长周期堆垛有序相在挤压过程中会断裂为小颗粒，这些颗粒可以作为晶粒再结晶的成核点，从而减小晶粒尺寸；其次，部分长周期堆垛有序相具有纳米级的宽度，可以作为晶界迁移的阻碍点，从而抑制晶粒的生长。这两种机制共同作用，使得长周期堆垛有序相在热挤压过程中对晶粒的细化具有显著效果。此外，长周期堆垛有序相的引入还通过短纤维增强和析出强化等机制提升了镁合金的强度。

然而，长时期堆垛有序相的引入也会对镁合金的耐腐蚀性产生一定的负面影响。这是因为长周期堆垛有序相与基体镁之间存在较大的电位差，这种电位差会导致局部腐蚀的发生，进而降低合金的整体耐腐蚀性。因此，虽然长周期堆垛有序相可以提升强度，但其对耐腐蚀性的不利影响也需要加以考虑。为了克服这一问题，本研究通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，使其在提升强度的同时，也能有效改善耐腐蚀性。

本研究通过实验发现，WA（）合金在热挤压过程中，由于晶粒的细化和长周期堆垛有序相的引入，其腐蚀速率显著降低，同时其强度也得到了提升。这种性能的改善主要得益于长周期堆垛有序相对晶粒的细化作用以及对某些不利腐蚀析出相的抑制作用。此外，长周期堆垛有序相的引入还通过其与基体之间的电位差影响了合金的腐蚀行为，使得局部腐蚀的发生受到抑制。

在本研究中，通过综合的实验手段，对WA（）合金的微观结构和性能进行了系统分析，发现长周期堆垛有序相的引入对合金的强度和耐腐蚀性具有双重影响。一方面，长周期堆垛有序相的引入可以通过晶粒细化和析出强化等机制提升合金的强度；另一方面，长周期堆垛有序相的引入也可以通过抑制某些不利腐蚀析出相的形成，从而改善合金的耐腐蚀性。这种双重影响使得长周期堆垛有序相成为提升镁合金性能的重要因素。

通过实验发现，WA（）合金在热挤压过程中，由于晶粒的细化和长周期堆垛有序相的引入，其腐蚀速率显著降低，同时强度也得到了提升。这种性能的改善主要得益于长周期堆垛有序相对晶粒的细化作用以及对某些不利腐蚀析出相的抑制作用。此外，长周期堆垛有序相的引入还通过其与基体之间的电位差影响了合金的腐蚀行为，使得局部腐蚀的发生受到抑制。

在本研究中，通过调控长周期堆垛有序的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服了传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

综上所述，本研究通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性。这种性能的改善主要得益于长周期堆垛有序相对晶粒的细化作用以及对某些不利腐蚀析出相的抑制作用。此外，长周期堆垛有序相的引入还通过其与基体之间的电位差影响了合金的腐蚀行为，使得局部腐蚀的发生受到抑制。通过这种调控方式，镁合金可以在保持高强度的同时显著提高其耐腐蚀性，从而克服传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

在实际应用中，镁合金的性能优化需要综合考虑其强度和耐腐蚀性。通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，可以有效提升镁合金的强度，同时改善其耐腐蚀性，从而满足不同应用场景的需求。这种策略不仅适用于镁?铝?钇体系的合金，也可能适用于其他镁合金体系，为未来镁合金的开发提供了新的方向。通过这种调控方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其轻质特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

此外，本研究还发现，长周期堆垛有序相的引入对镁合金的耐腐蚀性具有积极影响。这是因为，在晶粒细化的同时，铝和钇的含量也得到了优化，从而减少了某些不利腐蚀析出相的形成，使得合金的耐腐蚀性得到了显著提升，同时其强度也得到了增强。这种性能的提升为镁合金在更多领域的应用提供了可能性，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

在本研究中，通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服了传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。通过这种调控方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其轻质特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

在实际应用中，镁合金的性能优化需要综合考虑到其强度和耐腐蚀性。通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，可以有效提升镁合金的强度，同时改善其耐腐蚀性，从而满足不同应用场景的需求。这种调控方式不仅适用于镁?铝?钇体系的合金，也可能适用于其他镁基合金体系，为未来镁合金的开发提供了新的方向。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其重量轻盈特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

通过实验发现，长周期堆垛有序相的引入对镁合金的耐腐蚀性具有积极影响。这是因为，在晶粒细化的同时，铝和钇的含量也得到了优化，从而减少了某些不利腐蚀析出相的形成，使得合金的耐腐蚀性得到了显著提升，同时其强度也得到了增强。这种性能的提升为镁合金在更多领域的应用提供了可能性，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

在本研究中，通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服了传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持轻质特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

在实际应用中，镁合金的性能优化需要综合考虑到其强度和耐腐蚀性。通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，可以有效提升镁合金的强度，同时改善其耐腐蚀性，从而满足不同应用场景的需求。这种调控方式不仅适用于镁?铝?钇体系的合金，也可能适用于其他镁基合金体系，为未来镁合金的开发提供了新的方向。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其重量轻盈特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

通过实验发现，长周期堆垛有序相的引入对镁合金的耐腐蚀性具有积极影响。这是因为，在晶粒细化的同时，铝和钇的含量也得到了优化，从而减少了某些不利腐蚀析出相的形成，使得合金的耐腐蚀性得到了显著提升，同时其强度也得到了增强。这种性能的提升为镁合金在更多领域的应用提供了可能性，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

在本研究中，通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其轻质特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

在实际应用中，镁合金的性能优化需要综合考虑到其强度和耐腐蚀性。通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，可以有效提升镁合金的强度，同时改善其耐腐蚀性，从而满足不同应用场景的需求。这种调控方式不仅适用于镁?铝?钇体系的合金，也可能适用于其他镁基合金体系，为未来镁合金的开发提供了新的方向。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其重量轻盈特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

通过实验发现，长周期堆垛有序相的引入对镁合金的耐腐蚀性具有积极影响。这是因为，在晶粒细化的同时，铝和钇的含量也得到了优化，从而减少了某些不利腐蚀析出相的形成，使得合金的耐腐蚀性得到了显著提升，同时其强度也得到了增强。这种性能的提升为镁合金在更多领域的应用提供了可能性，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

在本研究中，通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其轻质特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

在实际应用中，镁合金的性能优化需要综合考虑到其强度和耐腐蚀性。通过调控长周期堆垛无序相的形成方式，可以有效提升镁合金的强度，同时改善其耐腐蚀性，从而满足不同应用场景的需求。这种调控方式不仅适用于镁?铝?钇体系的合金，也可能适用于其他镁基合金体系，为未来镁合金的开发提供了新的方向。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其重量轻盈特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

通过实验发现，长周期堆垛有序相的引入对镁合金的耐腐蚀性具有积极影响。这是因为，在晶粒细化的同时，铝和钇的含量也得到了优化，从而减少了某些不利腐蚀析出相的形成，使得合金的耐腐蚀性得到了显著提升，同时其强度也得到了增强。这种性能的提升为镁合金在更多领域的应用提供了可能性，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

在本研究中，通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其轻质特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

在实际应用中，镁合金的性能优化需要综合考虑到其强度和耐腐蚀性。通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，可以有效提升镁合金的强度，同时改善其耐腐蚀性，从而满足不同应用场景的需求。这种调控方式不仅适用于镁?铝?钇体系的合金，也可能适用于其他镁基合金体系，为未来镁合金的开发提供了新的方向。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其重量轻盈特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

此外，本研究还发现，长周期堆垛有序相的引入对镁合金的耐腐蚀性具有积极影响。这是因为，在晶粒细化的同时，铝和钇的含量也得到了优化，从而减少了某些不利腐蚀析出相的形成，使得合金的耐腐蚀性得到了显著提升，同时其强度也得到了增强。这种性能的提升为镁合金在更多领域的应用提供了可能性，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

通过实验发现，长周期堆垛有序相的引入对镁合金的耐腐蚀性具有积极影响。这是因为，在晶粒细化的同时，铝和钇的含量也得到了优化，从而减少了某些不利腐蚀析出相的形成，使得合金的耐腐蚀性得到了显著提升，同时其强度也得到了增强。这种性能的提升为镁合金在更多领域的应用提供了可能性，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。

在本研究中，通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方法，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。此外，这种调控方式还可以为其他镁基合金体系的性能优化提供借鉴，从而推动镁合金在更多领域的应用。

在实际应用中，镁合金的性能优化需要综合考虑其强度和耐腐蚀性。通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，可以有效提升镁合金的强度，同时改善其耐腐蚀性，从而满足不同应用场景的需求。这种调控方式不仅适用于镁?铝?钇体系的合金，也可能适用于其他镁基合金体系，为未来镁合金的开发提供了新的方向。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其重量轻盈特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。

综上所述，本研究通过调控长周期堆垛有序相的形成方式，成功制备了一种新型的镁合金，该合金在保持高强度的同时显著提高了耐腐蚀性，从而克服传统上强度与耐腐蚀性之间的矛盾问题。这种策略为未来镁合金的开发和应用提供了新的思路和方向，同时也为其他类似合金的性能优化提供了参考。通过这种方式，镁合金的性能可以得到显著提升，从而在保持其轻质特性的同时，提高其在实际应用中的可靠性。