《Journal of Materials Research and Technology》：Friction Stir Cladding of Aluminum Alloy onto Cold-Rolled Steel: Microstructure, Nanomechanical Properties, and Corrosion Resistance
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采用先进固态搅拌摩擦表面包覆（Friction Stir Cladding, FSC）工艺，将较软的AA5052-H32铝合金沉积在较硬的冷轧钢基体上，对包覆界面微观组织、局部力学性能以及在3.5% NaCl溶液中的耐腐蚀性进行了研究。结果表明，铝合金在钢基体
采用先进固态搅拌摩擦表面包覆（Friction Stir Cladding, FSC）工艺，将较软的AA5052-H32铝合金沉积在较硬的冷轧钢基体上，对包覆界面微观组织、局部力学性能以及在3.5% NaCl溶液中的耐腐蚀性进行了研究。结果表明，铝合金在钢基体上形成了均匀无缺陷的包覆层，并实现了良好的冶金结合。由于薄层金属间化合物（Intermetallic Compounds, IMCs）的形成，包覆界面表现出比基体铝合金和钢基体更高的压痕模量和硬度。此外，与裸钢基体相比，铝-钢包覆件的耐腐蚀性显著提高。
表面包覆技术通过在结构基体上沉积耐腐蚀、耐磨损材料，可在不牺牲整体性能的前提下提升表面性能，在油气、航空航天、海洋和核电压力容器等领域应用广泛。铝合金包覆钢因兼具高比强度、导热和耐蚀性，在石化、海洋和汽车工业中日益重要。然而，传统熔融态工艺，如双辊铸轧、电弧包覆和激光包覆，虽然具有高效率和柔性，但在熔化-再凝固过程中会带来稀释、残余应力、变形、凝固缺陷、粗大组织等问题；在Al/钢异种体系中，高温液态加工还极易诱发过量Fe-Al金属间化合物（IMCs）脆性相的形成。固态替代方法如轧制复合、扩散焊、爆炸焊和超声焊虽可避免熔化，却存在表面处理要求苛刻、几何灵活性受限、设备投入高、界面氧化敏感等局限。搅拌摩擦表面包覆（Friction Stir Cladding, FSC）是搅拌摩擦焊的固态衍生技术，依靠摩擦热和强烈塑性变形实现材料沉积，具有低温、开放环境作业、无需保护气体和后处理等优点，并能获得细晶组织和抑制有害IMCs。但目前关于FSC制备Al/钢包覆的研究大多集中于微观组织与拉伸剪切强度，对其冶金结合机制、局部力学响应和腐蚀防护性能的系统研究仍然缺乏。
为此，研究人员采用FSC工艺，以AA5052-H32铝合金为消耗性上片、冷轧钢为基体进行双道次包覆，重点回答三个问题：Al-钢界面冶金结合机制，包括IMC层的形成、形貌、成分与局部力学响应；包覆钢在3.5 wt.% NaCl环境中的短期与长期腐蚀行为；以裸Al合金和裸钢为基准定量评价包覆层的防护能力。该研究在前期可行性结果基础上拓展了界面科学和腐蚀评价内容，相关成果发表于《Journal of Materials Research and Technology》。
研究人员采用双道次FSC工艺，以2 mm厚AA5052-H32铝合金为消耗性上片、2 mm厚冷轧钢板为基体，在搭接宽度40 mm的重叠区域进行包覆；优选工艺参数为1000 r/min旋转速度、12 kN下压力、100 mm/min焊接速度和12 mm第二道次偏移量，力控模式公差±200 N，工具倾角1°；工艺参数基于Taguchi L9正交阵列和拉伸剪切强度优化。主要技术手段包括拉伸剪切试验、光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、X射线衍射物相分析、纳米压痕测试、电化学阻抗谱与动电位极化测试，腐蚀介质为3.5 wt.% NaCl
