7xxx铝合金是航空航天广泛使用的轻质高强铝合金，应力腐蚀问题是限制该系铝合金应用的难题。目前，改善7xxx铝合金应力腐蚀的方式主要通过多步热处理调控晶界析出相实现，但该方法以牺牲材料的强度为代价。

贵州大学杨明副教授、姜云副教授、尹存宏副教授和长江大学雷磊副教授合作，采用表面超声滚压技术对7075-T4和7075-T6铝合金进行表面改性，通过析出相的调控和多级梯度纳米结构的构筑，同时提升了7075铝合金的力学性能、耐点蚀性能和应力腐蚀性能。研究通过慢应变拉伸实验和应力松弛试验，借助EBSD、HRTEM得表征手段揭示了表面完整性（粗糙度、表面残余应力）和微观组织（晶粒尺寸和析出相分布特征）对力学性能和耐蚀性能的影响，

研究结果表明：通过合理的滚压工艺设计能避免滚压裂纹形成，铝合金表面粗糙度明显改善，残余应力的引入可以改善7075铝合金的耐点蚀性能和应力腐蚀性能。此外，超声滚压后7075-T6铝合金表面形成由纳米晶、片层结构、变形粗晶和基体构成的梯度组织，基体的析出相为GP区和η’’相，而表层析出相主要为η’和η相。表面析出相在表面滚压过程中经历了析出相的回溶、再析出和再分布的演化过程。表面纳米化导致的晶粒细化和位错增殖能够补偿析出相回溶导致的强度降低，从而提升梯度组织的强度。

此外，表面纳米化使得试样晶界体积含量增加，进而加速了溶质原子扩散并促进钝化膜的形成，与此同时表面析出相的回溶和再分布特征能够显著提升7075铝合金的应力腐蚀性能。此外，课题组采用7075-T4合金进行表面超声滚压结合后时效的方法，构筑获得了析出相、晶粒尺寸、位错密度呈梯度分布的异质结构，力学性能得到大幅提升。相关的工作发表在Journal of Alloys and Compounds上。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X23002536

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838822020606

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838822014001

图1 EBSD表征梯度纳米结构

图2多级梯度纳米组织晶粒分布特征

图3 表面超声滚压微观组织电化学阻抗谱

图4 不同超声滚压对7075-T6铝合金析出相特征的影响

图5慢应变拉伸试验结果

图6 未滚压和滚压试样的腐蚀形貌