影響鋁合金腐蝕性能的因素包括合金組成、微觀組織、表面狀態和腐蝕環境（如溫度和溶液pH期刊溶液預防值）。6xxx鋁合金含有鎂（Mg）和硅（Si），具有良好的力學性能和加工性能，廣泛應用于工業上。然而，由于Mg（-2.37 V）的低標準電極電位，6xxx鋁合金中的Mg2Si相與鋁基體形成電偶；在這里，Mg2Si相成為陽極，Mg優先腐蝕，導致Si的富集。由于硅的高標準電極電位，鋁基體轉化為腐蝕陽極，破壞了6xxx鋁合金的結構。

摩擦攪拌加工（FSP）是一種新型的嚴重塑性變形（SPD）技術，由Mishra R. Set al.進行了改進。它的原理與FSW相似。帶有針和肩的工具作用于待加工合金的表面。刀具在旋轉時以均勻的速度前進，導致加工區出現嚴重的塑性變形，晶粒顯著細化；因此，顯著提高了鋁片的性能。在過去的幾十年里，FSP作為一種提高合金和金屬基體復合材料的力學性能和耐腐蝕性的方法得到了廣泛的研究。Mahmoud等研究了FSP對6063鋁合金耐腐蝕性的影響。他們發現，FSP后，細化了鋁合金的粒度，提高了其耐蝕性。Bagheri等研究了摩擦攪拌振動加工（FSVP）對5083鋁合金和AZ91鎂合金耐腐蝕性的影響。他們發現，FSVP樣品的晶粒細化效果優于傳統的FSP，并進一步提高了耐蝕性。然而，大多數研究是在低轉速水平上進行的（一般不超過3000r/分鐘），期刊預驗證，只有少數研究是在較高的轉速下進行的。

在此，廣西大學資源環境與材料學院湯宏群教授團隊研究了6061鋁合金在高轉速水下摩擦攪拌過程下的電化學腐蝕行為。與低轉速（1800r/min）相比，軸頸預驗證轉速為3600r/min時形成了更高比例的高角晶界（77.1%），有效地降低了缺陷密度。同時，大面積再結晶降低了晶粒中的能量儲存，進一步減輕了腐蝕。此外，以Mg2Si為主的第二相分布均勻，也降低了電偶腐蝕趨勢。因此，利用HRS-SFSP獲得了較高的耐腐蝕性能。另一方面，轉速的不斷增加使晶粒和第二相變硬，降低了耐腐蝕性。相關研究成果以題“Electrochemical corrosion behavior of 6061 Al alloy under high rotating speed submerged friction stir processing”發表在金屬頂刊Corrosion Science上。

鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010938X23000719

圖1：(a).在加工前，對6061鋁合金板的表面進行拋光和酒精清洗，以去除表面的氧化層和其他雜質。k型熱電偶被插入在距離加工區約1.5mm的地方，以確保溫度測量的準確性。采用溫度記錄儀測量每秒2個數據點的溫度，得到熱循環曲線。

圖2：(a)- (c).在較低的轉速（1800r/min）下，處理后的表面產生環狀的痕跡，表明流動性不足。在3600r/min時，表面平坦而光滑。然而，在較高的轉速（5400r/min）下，表面再次變得粗糙。這可以歸因于在5400r/min的加工區軟化鋁，在水流的影響下表面的不均勻變形。圖2 (d)為不同轉速下的加工熱循環曲線。隨著轉速的增加，加工過程的峰值溫度逐漸升高，導致刀具與鋁合金表面之間的摩擦力很大。

圖3顯示了不同轉速下的逆極點圖（IPF）圖。經HRS-SFSP處理后，得到了一種良好的再結晶結構，平均粒徑在2.79μm~5.15μm之間。

圖4：其晶粒尺寸明顯小于傳統的FSP。當轉速從1800r/min增加到5400r/min時，加工溫度不斷升高，導致晶粒尺寸逐漸增大。當轉速達到5400r/min時，晶粒尺寸約為1800r/min時的兩倍。而在3600r/min時，晶粒粒徑的標準偏差（SD）最小，表明晶粒均勻性較高。鋁合金的高變形能和殘余應力表明，晶界具有較高的缺陷密度（如位錯和子結構）。幾何上必要的位錯（GND）描述了微觀結構中的缺陷密度。

圖5：當轉速從1800r/min增加到5400r/min時，加工溫度不斷升高，導致晶粒尺寸逐漸增大。當轉速達到5400r/min時，晶粒尺寸約為1800r/min時的兩倍。而在3600r/min時，晶粒粒徑的標準偏差（SD）最小，表明晶粒均勻性較高。鋁合金的高變形能和殘余應力表明，晶界具有較高的缺陷密度（如位錯和子結構）。GND值越大，表面內存在的缺陷就越多。如圖5(d)所示，在3600r/min時的GND值最小（1.36×1014m-2），說明在3600r/min時缺陷的影響最小。

圖6：為不同轉速下加工區相鄰晶粒的錯向角分布。當轉速由低到高時，HAGBS的比例先增大，后減小。在3600r/min時，含位錯的LAGBS比例最低，缺陷密度最低，表明在3600r/min時晶界密度的增加并沒有顯著降低耐腐蝕性。

圖7：在(a) 1800r/min (b) 3600 r/min (c) 5400 r/min和(d)晶粒類型統計之間的晶粒取向分布圖。HRS-SFSP后，鋁合金中存在細粒和高比例的HAGBs。這些現象表明，在加工區發生了再結晶。Mitsuche等人的證明了晶粒取向擴散（GOS）是區分晶粒變形（或晶格變形）程度的最佳方法。根據GOS值，晶粒可分為再結晶晶粒、亞晶粒和變形晶粒三類，分別是在鋁合金中觀察到的，即0-1.8°、1.8°-3°和3°-Jouren預防15°。據統計，再結晶晶粒的比例分別為27.9%、37.8%和8.4%（圖7 (d)）。有趣的是，在3600 r/min時的再結晶率大于35%，明顯高于1800r/min時。隨著轉速提高到5400 r/min，肩銷刀引起的剪切變形增加，內應力增大，形成大面積變形晶粒。

圖8：不同轉速下的表面腐蝕形態(a) 1800 r/min (b) 3600 r/min (c) 5400 r/min (d) BM和(e)-(h) EDS分析。腐蝕表面的s. SEM圖像顯示，所有樣品均發生了點蝕，BM樣品表面形成的點蝕雜志預防坑大而深，如圖8(d).所示經HRS-SFSP處理后，腐蝕面積減小。其中，HRS-SFSP的表面腐蝕面積小于傳統FSP，這也證明了HRS-SFSP在提高鋁合金的耐腐蝕性方面優于BM和傳統FSP。

總之：采用HRS-SFSP對6061鋁合金進行了改性，成功提高了鋁合金的耐腐蝕性。研究了不同轉速對鋁合金微觀組織和耐腐蝕性的影響，得出了以下重要結論。(1) HRS-SFSP可以在3600 r/min的轉速下可以更有效地細化晶粒，加工區形成了細粒（3.21 μm）和高比例的高角晶界（77.1%）。當轉速提高到5400r/min時，晶粒開始變粗，耐腐蝕性降低。(2)加工區的再結晶機理主要是幾何動態期刊預防再結晶和連續動態再結晶。再結晶過程消耗了大量的位錯密度，降低了晶粒的儲能能力，提高了耐腐蝕性。(3)Si等二相的細化和均勻分散顯著降低了6061鋁合金的電偶腐蝕趨勢。但隨著轉速的增加，第二相變粗，對耐腐蝕性不利。