近日，我院韩恩厚院士团队与广东工业大学李传强老师团队合作在镁锂合金应力凯发k8国际首页登录开裂机理研究上取得重要发现。该研究成果以“Effect of Zn addition on the stress corrosion cracking of as-cast BCC Mg-11Li based alloys”为题，发表在凯发k8国际首页登录领域顶级期刊《Corrosion Science》上，其中广东工业大学李传强副教授与我院闫昌建博士、韩恩厚院士为论文的共同通讯作者。

　　作为最轻的结构用金属材料，镁锂（Mg-Li）合金具有许多优点，如密度低、比强度比刚度高、延展性好和吸能减振性好等，在3C产品、汽车、航空航天和国防等领域具有广泛的应用前景。然而，由于Mg-Li合金的绝对强度低和耐蚀性差，极大地限制了其作为结构件的使用。在实际服役环境中，应力和凯发k8国际首页登录介质往往共存，导致Mg-Li合金承受应力凯发k8国际首页登录开裂（SCC）的风险。SCC的发生极其复杂和危险，可能导致材料的突然断裂，发生灾难性事故。自2015年有学者报道具有BCC结构的Mg-Li合金可表现出较高的耐凯发k8国际首页登录性之后，近年来学者们对该系Mg-Li合金的研究越来越多，但其应力凯发k8国际首页登录开裂行为和机理研究相对较少，目前未得到全面的认识，并亟待阐明。因此，BCC结构Mg-Li合金的SCC行为研究至关重要，在其工程领域应用中具有重要实际意义。

　　该研究通过调控Zn元素含量设计了四种BCC结构Mg-11Li-xZn合金（x = 0 wt.%，1 wt.%，3 wt.%，6 wt.%），然后采用慢应变速率拉伸实验（SSRT）、失效断口/侧面组织分析和电化学阴极充氢等方法对上述四种合金的应力凯发k8国际首页登录开裂行为和机理进行研究。实验结果表明，随着Zn含量的提高，Mg-11Li基合金的塑性SCC敏感性指数ISCC-ε分别为0.45、0.23、0.53和0.77，呈现先降低后升高趋势。可见，含少量Zn（1 wt.%）的Mg-11Li-1Zn合金表现出最高的抗应力凯发k8国际首页登录开裂性能，且明显优于其他镁合金，这主要归因于其表面可形成防护性较好的表面膜，且合金中第二相较少，微电偶凯发k8国际首页登录效应较弱。不含Zn的Mg-11Li二元合金在凯发k8国际首页登录介质中形成的表面膜保护性较差，且氢原子容易渗入基体，从而引起显著的应力凯发k8国际首页登录开裂行为。当填加过多的Zn元素时，Mg-11Li-6Zn合金基体中可形成大量的第二相，在凯发k8国际首页登录环境下可引起强烈的微电偶凯发k8国际首页登录效应，加速破坏表面膜的完整性，同时促进氢的产生和渗透，从而导致严重的应力凯发k8国际首页登录开裂，即SCC敏感性较高。

　　图1： （a）空气和（b）0.1 M NaCl溶液中的低应变速率曲线

　　图2： 应力凯发k8国际首页登录开裂后的微观形貌以及充氢前后的力学性能对比

　　图3：不同Zn含量Mg-11Li基合金应力凯发k8国际首页登录开裂示意图

　　综上所述，该研究提出利用少量Zn元素实现BCC结构镁锂合金抗应力凯发k8国际首页登录性能的提升，揭示了不同Zn含量对Mg-11Li基合金应力凯发k8国际首页登录开裂行为和机理的影响规律，以及电化学阴极充氢对Mg-11Li基合金力学性能的影响。该项工作不仅为深入研究镁锂合金应力凯发k8国际首页登录开裂行为与机理提供了新思路和观点，也为低成本高耐蚀镁锂合金的设计和应用提供了重要的理论指导。

　　文章链接：

　　http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X23007503?dgcid=coauthor