2022年10月3日，Nature Communications在線發(fā)表了上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院輕合金研究所材料智能設(shè)計(jì)與加工研究室曾小勤教授團(tuán)隊(duì)的研究成果Towards development of a highstrength stainless Mg alloy with Al-assisted growth of passive film。該研究通過合金化設(shè)計(jì)，在鎂合金表面引入具有持久鈍化效果的保護(hù)膜層，并提出一種大幅度協(xié)同提高鎂合金強(qiáng)度和耐蝕性能的制備方案，顛覆了人們對(duì)鎂合金合金化在提高強(qiáng)度的同時(shí)會(huì)因電偶腐蝕大幅度損失耐蝕性的傳統(tǒng)認(rèn)知。

該團(tuán)隊(duì)選擇典型的高強(qiáng)Mg-Y系合金為研究對(duì)象，基于兩點(diǎn)假設(shè)選取Al元素進(jìn)行微合金化改性： （1）Al元素的添加能在Mg-Y合金中形成原位自生的Al2Y顆粒細(xì)化晶粒和長(zhǎng)周期堆垛有序結(jié)構(gòu)（LPSO）強(qiáng)化相，可以顯著提升鑄造和變形Mg-Y-Al合金的強(qiáng)度并維持良好的塑性； （2）溶解后的Al元素比Zn等元素在鎂合金表面具有更快的沉積速率，有利于促進(jìn)腐蝕環(huán)境中鎂合金表面成膜，并采用傳統(tǒng)的重力鑄造和擠壓變形方式制備出屈服強(qiáng)度達(dá)350 MPa，延伸率達(dá)8%和腐蝕速率低于0.2 mm·y-1（失重）的高強(qiáng)不銹鎂合金，這些性能組合優(yōu)于目前公開報(bào)道的鎂合金。該研究成果已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利（授權(quán)專利號(hào)：ZL202010198047.9）和PCT美 國(guó) 專 利（公 開 專 利 號(hào)：PCT/CN2021/080828）。

左圖為Mg-11Y和Mg-11Y-1Al合金的耐蝕機(jī)理示意圖。