超声滚压对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响

胡钟遥，石维,2,3*，向嵩,2,3

超声滚压对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响

胡钟遥1，石维1,2,3*，向嵩1,2,3

（1.贵州大学 材料与冶金学院，贵阳 550025，2.贵州省材料结构与强度重点实验室，贵阳 550025，3.高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室，贵阳 550025）

研究不同静压力条件下形变诱导梯度变形层对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。使用超声滚压技术（USRP，Ultrasonic surface rolling processing）强化6061铝合金表层，采用激光共聚焦、X射线衍射等方法研究酸化NaCl溶液体系下3种静压力条件对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。随着静压力的增大，6061铝合金表层组织呈梯度变化，且形变层深度可延伸至近300 μm。在酸化NaCl溶液腐蚀加速条件下，在相同时间内滚压后试样沿晶腐蚀的路径大幅缩短，向下扩展的深度降低了50%，使得6061铝合金的抗晶间腐蚀性能显著提高。表征结果表明，晶间腐蚀扩展路径与表面粗糙度无相关性，它主要与第二相（AlFeSi相）在形变层中的弥散分布有关。未经USRP处理的6061铝合金在沿晶界连续分布的AlFeSi相促进下发生了明显的沿晶腐蚀。相比之下，经USRP处理后，AlFeSi相会因晶粒形变而呈断续分布，减弱了它在晶界区域对铝合金基体的电偶腐蚀作用，降低了腐蚀通道的连通性，从而阻碍了腐蚀路径的扩展。USRP可提高6061铝合金的抗晶间腐蚀性能，其表面粗糙度并非是提高晶间腐蚀抗性的主要因素，经USRP细化和分散后的AlFeSi相是阻断沿晶腐蚀路径的关键因素。

6061铝合金；超声滚压；组织形变；AlFeSi相；晶间腐蚀

另有研究表明，Al-Mg-Si合金同时受到弥散强化相（Mg2Si）偏析的影响，经时效处理后相的类型、尺寸、体积分数和分布形态的变化均会改变合金的腐蚀行为[7-9]。尽管Mg元素在电偶序上的电位低于Al元素的电位，在腐蚀过程中应作为阳极，并对Al基体起到保护作用，但当Mg发生选择性溶出后，Si元素会继续残留，使得析出相转变为阴极相，同样促进了邻近边缘基体的加速溶解[10-11]。与此同时，Xu 等[12]还发现Al-Mg-Si合金经T6时效方法处理后，Mg2Si沿晶界呈连续分布，而经T616时效方法处理后，合金晶界析出物呈非连续分布，且具有较窄的无析出相区[13]。由于经过T616时效处理，使得材料在腐蚀过程不易发生腐蚀路径连接，从而大幅提高了Al-Mg-Si合金的抗IGC能力，因此降低了6系铝合金析出相对局部腐蚀的影响，这是提高铝合金抗IGC能力的重要手段。

超声滚压（Ultrasonic rolling process，USRP）是近年来发展起来的一种高能束表面改性技术，它利用超高频的表面冲击使得金属表层组织发生高频次的冷变形，从而快速细化，形成具有高残余压应力的梯度强化表层，因此在不锈钢、齿轮钢、钛合金等需要长效抗疲劳寿命的结构材料领域，该技术得到了大量应用[14-15]。关于USRP对腐蚀性能的影响，已有相关研究表明，7075铝合金经超声喷丸处理后，其耐蚀性能大幅提高，主要原因是其表面粗糙度的大幅降低。Sun等[16]也发现，7075经超声滚压处理后，材料的极化阻抗出现了2～3倍的上升，认为原因是位错密度的提高，加速了材料的成膜过程。另外，Ye等[17]将AZ31B 镁合金经过超声滚压后处理，反而获得了较高的表面粗糙度，从而降低了材料的耐蚀性。基于以上研究可知，若铝合金表层中存在的析出相在超声冲击作用下将原本沿晶界连续分布的微米级针状AlFeSi相破碎与细化后，必然会对6系铝合金的抗IGC性能造成显著影响。由此，这里将采用激光共聚焦显微镜（CLSM）、扫描电子显微镜等技术，研究不同静载压力下USRP对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响，通过观察截面腐蚀情况，探明6061铝合金梯度形变层的晶间腐蚀演化规律，以及梯度结构阻碍晶间腐蚀发展的微观作用机理。

1 实验

1.1 方法

实验材料为铸态6061铝合金。6061铝合金的主要成分如表1所示。首先在570 ℃下对6061铝合金进行均匀化处理7 h，之后在550 ℃条件下固溶处理1 h，水冷，最后于180 ℃条件下进行5 h的人工时效处理[18]。

将热处理后的铝合金试样，加工为尺寸22 mm× 130 mm的圆棒状样，再用砂纸从400目逐级打磨至2000目，然后进行超声表面滚压处理。超声表面滚压设备为HKUSM30S豪克能金属表面加工控制设备和CK6140计算机数控（CNC）车床。具体实验参数如表2所示。实验参数设置：静压力分别为0 MPa（Base Metal，BM）、0.08 MPa（UR1）、0.1 MPa（UR2）、0.12 MPa（UR3），均滚压5道次，以得到4批具有不同变形程度的样品。首先经过超声表面滚压处理，然后用丙酮超声清洗样品表面的润滑油，最后在无水乙醇中进行短时间清洗，并于冷空气中干燥。在经过处理后的样品表面切取带弧面的长度为6 mm、宽度为6 mm、高度为4 mm的立方块，并对其表面和横截面进行微观结构表征。在进行金相观察时，对垂直于滚压方向的面进行抛光处理，之后使用Keller试剂侵蚀3 min后观察截面组织。

1.2 显微组织及力学性能表征

利用光学显微镜、ZEISS SUPRA55型扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）对超声滚压试样的表面形貌进行观察，并用仪器附带的能谱仪（EDS）对表面元素成分进行分析。利用激光共聚焦显微镜（LEXT 3D MEASURING LASER MICROSCOPE OLS 5000）表征表面粗糙度。采用超景深激光共聚焦显微镜（日本OLMPUS，LEXT OLS5000）对滚压试样表面进行观测，显微镜可实现曲面试样的多维细节观测和三维重构。实验采用HVS-1000型数显显微硬度计测量硬度，采用维氏压头进行显微硬度的测试。经超声滚压后，测量铝合金试样横截面的梯度硬度。实验载荷选取0.1 kg，保荷时间为15 s，测量3次并取平均值。选用邯郸市爱斯特公司的X-350A型X射线衍射应力测定仪对不同超声滚压压力下6061铝合金试样的残余应力进行测试，扫描步距为0.1°，选用Cr 靶辐射。当存在一定应力时，试样的晶面间距随着晶面与应力相对取向的不同而有所变化。

1.3 SKPFM测试

采用Bruker公司的原子力显微镜测量6061铝合金不同析出相和Al基体表面的Volta电势。在此次研究中，SKPFM测试在室温干燥空气中进行，分辨率为256×256，扫描频率为0.996 Hz。在测试前，采用纯金和纯铝制备的标准样品的伏特电位来评价探针的可靠性。采用双扫描模式，初次扫描获得样品的表面形貌图；第2次扫描将探针抬起高度设置为80 nm，以获得样品表面的伏特电势数据。

1.4 晶间腐蚀加速

选用晶间腐蚀测试方法来评定超声滚压前后6061铝合金的晶间腐蚀行为。晶间腐蚀试验依据HB 5255—83进行。从滚压后的试样上切取尺寸6 mm× 6 mm×4 mm的样品。每个参数的试样需制备3个平行样。在晶间腐蚀试验前，除滚压面外，其余面均用环氧树脂包裹。将包裹后的试样首先在无水乙醇溶液中脱脂，在质量分数为10%的NaOH溶液中浸泡5 min，然后用蒸馏水清洗。之后在质量分数为30%的HNO3溶液中浸泡2 min，使得表面出光，并在蒸馏水中清洗后干燥，最后在酸化的NaCl溶液（在1 L蒸馏水中加入30 g氯化钠和10 mL盐酸）中浸泡24 h。根据试样的表面积调整溶液的体积，使得试样表面与溶液体积之比恒定为1 cm2∶12.5 mL。在实验结束后，先用蒸馏水冲洗试样，再用无水乙醇冲洗，然后在冷空气中干燥，并真空保存，为后续测试做好准备。通过激光共聚焦显微镜评估试样的腐蚀形貌和腐蚀深度，之后通过扫描电子显微镜观察不同试样的横截面，以评估其腐蚀深度。

表1 6061铝合金的化学成分

Tab.1 Chemical composition of 6061 aluminum alloy

表2 超声表面滚压参数

Tab.2 Ultrasonic surface rolling parameters

2 实验结果

2.1 USRP前后表面组织的变化

如图1所示，6061铝合金中微米级的第二相主要指AlFeSi相和Mg2Si相[19]，其形态如图1a～b所示。AlFeSi相多以鱼骨状或蛛网状分布于晶界处，而Mg2Si相主要以椭圆或短棒状分布于基体中。如图1c～d所示，聚焦点Point 1和Point 2分别为AlFeSi相和Mg2Si相，关于AlFeSi相和Mg2Si相在较多文献中均有论述[5,19]。根据Image-Pro Plus软件的图像统计结果可知，AlFeSi相的体积分数为0.593%，Mg2Si相的体积分数为0.541%，表明在数量上两者的比例相近。已有研究表明，6061铝合金中的阴极相AlFeSi和阳极相Mg2Si均会对材料的腐蚀过程造成不同程度的影响[18]。

因此，只有随着认识和实践的不断进步，充分估计前进道路上的困难和曲折，正确认识当前甚至今后一个时期高效节水灌溉发展的进展，在辩证唯物主义认识论的指导下，依靠正确的认识论和方法论，才能有力促进高效节水灌溉的发展。必须站在新的历史高度，在马克思辩证唯物主义及其认识论的指导下，依靠新的认识指导新的实践，通过实践认识再实践再认识过程不断开拓进取，充分认识发展高效节水灌溉的艰巨性，增强发展高效节水灌溉的自觉性、支撑力和自信心，创造条件，因地制宜加快推进高效节水灌溉的健康发展。

为了探明AlFeSi相和Mg2Si相对铝基体的影响，通过SKPFM测试（结果如图2所示）可知，AlFeSi相的Volta电势比铝基体的大，因此在电偶序列中AlFeSi相为阴极，而铝基体为阳极，会引起周围基体的腐蚀。Mg2Si相的电势低于基体的电势，在腐蚀过程中会优先发生腐蚀[20-21]。

图1 6061铝合金初始形态与成分表征

图2 不同析出相的高度和Volta电势

6061样品滚压表面第二相的演化规律如图3所示，将AlFeSi相的图像进行二值化黑白图像处理。可直观地看出，在未经处理时AlFeSi相以鱼骨状或针状形式存在；经USRP处理后，AlFeSi相不断被细化，并重新分散于基体中。这种弥散化分布可能会造成更多的局部腐蚀形核位点，但对其晶间腐蚀的影响尚需通过腐蚀实验进行论证。

经USRP处理前后试样的表面形貌如图4—5所示。BM试样表面存在明显的加工纹理，如凹凸不平等缺陷，其表面粗糙度=0.45 μm。从图4b中可以看出，UR1试样受到的压力较小，其表层的晶粒发生破碎，表面的凹凸被压平和填补，相较于未处理试样得到了一定改善，但仍不够平整，其表面粗糙度=0.22 μm。随着静压力的增大，UR2试样的表面光滑、平整，且表面粗糙度=0.13 μm，表面粗糙度最低。超声滚压可改善6061铝合金的表面粗糙度，有利于材料表面耐腐蚀性能的提高[22]。当压力增至0.12 MPa（UR3）时，6061表层的形变容量耗尽，压力过大导致试样表面出现裂纹和褶皱（如图4d所示，表面粗糙度=0.83 μm，相较于其他滚压试样，其表面粗糙度上升），可能会对其抗晶间腐蚀性能造成不利影响。

图3 不同超声滚压压力处理后样品表面AlFeSi相的SEM形貌

图4 不同超声滚压压力下样品表面SEM

图5 不同超声滚压压力下样品表面三维形貌

2.2 USRP对残余压应力的影响

研究表明，残余压应力会对晶间腐蚀起到抑制作用[23]。USRP对6061铝合金表面残余应力的影响如图6所示。在BM试样上测出的残余压应力属于材料的加工应力。可见经过USRP处理后，随着静压力的增大，表面的残余压应力呈现上升趋势[7, 22]。当压力增至0.12 MPa时，表面裂纹的产生使得残余应力得到一定程度的释放，表现出减小趋势，因此根据残余压应力的表现，UR2试样在理论上应具有较好的晶间腐蚀抗性。

2.3 USRP前后截面组织的变化

显微硬度的变化可清晰反映变形层的深度，显微硬度在不同试样上随深度的变化如图7所示。由图7可见，随着静压力的增加，试样的表面硬度相应提高[24-26]。当硬度升至135HV时，静压力的增加并不能进一步提高材料的表面硬度，表明135HV已接近6061铝合金通过加工硬化达到可实现的硬度极值，压力过大则会出现此前表面开裂的结果。同时可以看到，静压力的提高使得USRP的形变能量传递至更深层次的组织内部。当压力提升至0.12 MPa时，梯度层的深度可延伸至300 μm处。

图6 不同超声滚压压力下6061铝合金表面残余压应力的变化

图7 6061铝合金超声滚压处理前后显微硬度在深度方向的变化

不同滚压压力下试样的截面组织形貌如图8所示，其中红线标识出变形区域及偏转角。经USRP处理后，6061铝合金的微观结构发生了变化。随着静压力的增加，变形区域逐步向基体内部扩张，晶粒发生偏转，形成了具有一定角度的流变区域。从图8d中可以看出，UR1、UR2和UR3样品的变形层深度分别为100、160、210 μm。同时，随着静压力的增大，晶粒平均旋转角度与之间存在正比例关系，即静压力与偏转角呈正相关。从最大压力参数（图8c）得到的变形晶粒形态可知，虽然形变层中的晶粒因挤压而被拉长，但是并未观察到大量晶粒出现断裂和细化现象，这显然与fcc结构的6061铝合金屈服强度低、易于形变的材料性质有关[27]。值得注意的是，从形貌上可见塑性变形层深度与硬度测量所示梯度层的深度并不一致，硬度所示的梯度层深度在图8中用橙色线标记（ii），而从形貌上可见的梯度层深度位于红线（i）所示区域。两者之间出现差异是因在变形过程中，材料会发生塑性变形，晶粒内部发生了位错运动和堆积[28]，使得应力场的影响延伸至区域（ii）部分。由此在微观形态上表现为晶粒未发生形变，但硬度却出现变化。

经过不同超声滚压压力处理后，观察距离表面相同尺寸的AlFeSi相截面的SEM结果，如图9所示。在BSD成像模式下可清楚地看到，经超声滚压处理后沿晶界分布的AlFeSi相随着晶粒的拉长会发生相应变形[29]。由于AlFeSi相为脆性相，在拉断后呈断续的点状分布于晶界处，且随着变形程度的加剧出现明显的分散现象。当静压力逐渐增大，AlFeSi相的细化程度越大。从图9中也可看出，AlFeSi相在压应力的作用下也发生了一定角度的偏转。针对Mg2Si相，图9插图中红色圈标识处为可见微米级Mg2Si相，Mg2Si相的形态呈椭圆状或短棒状[30]。大部分Mg2Si相因自身尺寸较小且硬度较高,并未随基体形变而发生断裂，因此USRP对Mg2Si形态的影响并不明显，应着重考虑AlFeSi相对腐蚀行为的影响。

2.4 超声滚压对晶间腐蚀敏感性的影响

为了探明第二相对晶间腐蚀扩展规律的影响，这里选取了5 h和24 h这2个具有代表性的浸泡时间，分别研究6061铝合金在晶间腐蚀早期和中长期的腐蚀特征。6061在酸化的NaCl溶液中浸泡5 h后的腐蚀结果如图10所示。如图10a所示，未经超声滚压处理试样的腐蚀逐步向基体内部延伸，其最表层晶粒被侵蚀，出现了脱落现象。通过局部放大图（图10b）可以观察到，在晶间腐蚀过程中完整块状的颗粒存在于腐蚀路径中，并逐渐向周围完整的第二相扩展。如图10c所示，经超声滚压处理后，由于晶粒细化程度较低，腐蚀的扩展速率并未得到明显抑制，腐蚀早期的晶粒脱落现象得到明显改善。如图10e所示，当静压力增至0.10 MPa（UR2）时，晶粒的细化程度较大，扩展速率降低，且未发生晶粒脱落现象，腐蚀深度也明显变浅。根据腐蚀路径的放大图（图10f）可知，断续的AlFeSi相分布于腐蚀通道中，减缓了腐蚀的进程。如图10g所示，当压力增至0.12 MPa时，AlFeSi的细化程度较大，在腐蚀早期无论是腐蚀深度还是对基体的破坏程度均最小。从晶间腐蚀路径的扩展深度也可看出，尽管UR3的残余压应力低于UR2，但UR2试样的扩展深度并未因残余压应力更大而小于UR3，这表明仅通过改变表面的残余压应力，并不能确定超声滚压后6061铝合金的晶间腐蚀抗性。事实上，随着第二相的不断细化和断裂，原本连通的电偶腐蚀通道被阻断，导致腐蚀进程延缓，这才是提高晶间腐蚀抗性的主要原因。

图8 6061铝合金超声在不同超声滚压压力处理后的横截面

Fig.8 Cross section of 6061 aluminum alloy treated with different ultrasonic rolling pressures: a) UR1; b) UR2; c) UR3; d) variation diagram of deformed layer depth with rolling pressure

图9 不同超声滚压压力处理后试样横截面近表面区域的背散射电子图像

在不同静压力下，试样在酸性NaCl溶液中长期浸泡24 h的腐蚀结果如图11所示。未处理试样如图11a所示，在经过加速腐蚀试验后，试样表面的腐蚀较严重，其表层基体出现了严重脱落现象。在腐蚀过程中，由于含侵蚀性的氯离子沿着晶粒周围的晶界不断扩展，使得晶粒间的结合力减弱，从而发生晶粒整体剥落现象。在经过超声滚压处理后，铝合金表面的腐蚀减缓，在静压力为0.08 MPa（UR1）时，可见表面剥落现象显著减轻（图11）。随着USRP静压力的提高，沿晶腐蚀路径侵入的深度由最初的350 μm降至160 μm（图11j），表明USRP可大幅提高6061铝合金的晶间腐蚀抗性。当压力增至0.12 MPa（UR3）时，晶间腐蚀的破坏程度最小（图11g），沿晶腐蚀路径未能突破UR3的形变层，表明USRP对晶间腐蚀的扩展具有显著抑制作用[31]。值得注意的是，腐蚀路径在形变层中延伸时，可明显看到其腐蚀路径出现了一定程度的宽化，如图11j所示。如图11e所示，当腐蚀路径通过未变形区域时留下了较狭窄的腐蚀路径。这一现象表明，腐蚀介质在通过形变层中的晶界时滞留了较长时间。滞留时间的延长会引起沿晶腐蚀路径的宽化，并且随着静压力的增大，腐蚀路径的宽化现象越严重，由最初的平均宽度4.28 μm延伸至15.65 μm（图11j）。图11i为图11h中对应点3的EDS图，在酸化的NaCl溶液中腐蚀后，根据其质量占比计算得出，在晶间腐蚀路径过程中的腐蚀产物为氧化铝。

图10 6061铝合金试样在晶间腐蚀溶液中浸泡5 h后的横截面的SEM图

在酸化氯化钠溶液中浸泡24 h后，试样表面激光共聚焦形貌如图12所示。如图12a所示，未处理试样表面凹凸不平，从其颜色所表示的最大高度和深度范围可以看出，试样受到破坏的程度较严重，腐蚀坑面积较大，且腐蚀深度较深。经USRP处理后，随着静压力的增加，腐蚀坑面积逐渐减小，对基体的破坏程度显著降低，如图13所示。值得注意的是，当压力为0.12 MPa（UR3），因压力过大，超出了材料的极限容量，导致其表面出现微裂纹。在含侵蚀性粒子的腐蚀环境中，表面更易被破坏，故UR2表层的腐蚀产物比静压力为0.10 MPa的UR2产生得更多，但其腐蚀坑的面积和深度有所减小。

图12 晶间腐蚀实验结束后不同超声滚压压力处理试样的表面腐蚀形貌

Fig.13 晶间腐蚀后未处理和经过USRP处理后试样的腐蚀深度

3 讨论

在以上的实验结果中发现，试样经USRP后，表层形成了具有一定深度的梯度层，腐蚀介质在变形层处的扩展深度有效缩短。通过以上结果发现，当压力为0.10 MPa时，试样的粗糙度最小。在酸化NaCl溶液中进行24 h浸泡实验中，当静压力为0.12 MPa时，试样表面出现了裂纹，其表面粗糙度高于0.10 MPa时所测得的表面粗糙度，但其抗晶间腐蚀能力优于后者。这是因经USRP处理后，表面粗糙度得到提升，减少了表面缺陷，在腐蚀初期能够减小含侵蚀性粒子的破坏程度。当腐蚀介质穿过表面深入变形层时，试样的表面粗糙度不再影响腐蚀过程，当腐蚀路径穿过表层到达变形层时，第二相粒子将影响腐蚀路径的扩展。

如图14所示，经USRP处理后，AlFeSi相被拉断、细化，并弥散分布于基体中，第二相粒子在受到腐蚀介质的侵蚀后，其腐蚀过程大致分为3个阶段：第1阶段，与基体之间进行电偶腐蚀效应的第二相粒子在腐蚀介质的侵蚀下发生了腐蚀；第2阶段，由于第二相粒子被拉断，阻断了腐蚀通道，腐蚀介质不断向四周侵蚀，从而出现腐蚀介质在基体中滞留的情况，造成腐蚀路径宽化；第3阶段，腐蚀介质在扩展过程中接触到周围的第二相粒子，腐蚀通道得以连接，形成了贯穿的腐蚀通道，之后再发生第1阶段的腐蚀。变形层中如此循环往复地进行着腐蚀过程。由此可见，在酸性NaCl溶液中浸泡24 h且当压力为0.12 MPa时，第二相细化，弥散分布严重，晶间腐蚀的深度相较于其他压力下最小。腐蚀路径穿过变形层后，腐蚀方式发生了改变。腐蚀介质接触基体中第二相时，因第二相粒子完整，未被细化并分散，腐蚀通道连通，不会出现腐蚀介质滞留现象，腐蚀的扩展路径变窄，沿晶间腐蚀的传播速度更快，更容易引起晶间腐蚀开裂。

Fig.14 经超声滚压处理后6061铝合金的腐蚀机理示意图

4 结论

1）经超声滚压处理后，试样表层出现了流变层，AlFeSi相被细化，表面粗糙度减小，残余应力增加。当压力过大时，试样表面出现了微裂纹，使得粗糙度增大，残余应力得到释放而减小。

2）经USRP处理后，试样截面出现了变形层。AlFeSi相沿滚压方向被拉断、细化，腐蚀路径被阻断，破坏了第二相粒子与基体之间的电偶腐蚀效应，延缓了腐蚀介质的扩展。

3）当静压力为0.12 MPa时，所得到的抗晶间腐蚀性较好。在腐蚀过程中，腐蚀路径被阻断，腐蚀介质的滞留使得路径逐渐由窄而宽。当腐蚀扩展路径超出变形区域后，晶间腐蚀路径由宽变窄，但是沿晶腐蚀的传播速度更快，更容易引起晶间腐蚀而开裂。

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Effect of Ultrasonic Rolling on Intergranular Corrosion Behavior of 6061 Aluminum Alloy

1,1,2,3*,1,2,3

(1. College of Materials and Metallurgy, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 2. Guizhou Key Laboratory of Materials Mechanical Behavior and Microstructure, Guiyang 550025, China; 3. National & Local Joint Engineering Laboratory for High-Performance Metal Structure Material and Advanced Manufacturing Technology, Guiyang 550025, China)

The work aims to study the effect of the deformed layer on intergranular corrosion of 6061 aluminum alloys under three static pressure conditions. In this paper, USRP (ultrasonic surface rolling processing) was adopted to strengthen the surface layer of 6061 aluminum alloys, which was characterized with a scanning electron microscopy, a laser confocal microscopy, X-ray diffraction, et al. Under three kinds of static pressures, the results showed that after ultrasonic surface rolling processing (USRP), the cross section generated deformed layer which refined and elongated grains on the top surface, the length of deformed layer extended to three hundreds microns, and the corrosion channel was blocked and the expansion depth was reduced to fifty percent under the accelerated corrosion condition with the acidified NaCl solution. The intergranular corrosion susceptibility was reduced by ultrasonic surface rolling processing. However, the characterization results performed that the material hardness decreased gradually with the increase of depth which stayed away from the surface. It was worth noting that the region of hardness was not in consistent with the deformed layer by optical microscope. So, it was concluded that the intergranular corrosion propagation path did not have a primary relationship with surface roughness, which was mainly related to the dispersion distribution of AlFeSi phase in the deformed layer. The fined level depended on the pressure, which was a positive correlation. The results suggested that the corrosion path of untreated samples extended along a certain grain boundary which was filled the second phase as the cathode phase. The grains of the cross section fell off, and the corrosion behavior transformed from the intergranular corrosion to exfoliation corrosion, which presented a deep corrosion path from the top surface and a narrow corrosion width by the scanning electron microscope and the laser confocal microscope. That because the dispersed second phase broke off the continuity of the electrochemical micro couples in the treated alloy eventually, which made the corrosion depth shorter and the corrosion path wider than those of the untreated sample. Moreover, when the AlFeSi phase was refined under different pressures in the matrix, after the ultrasonic surface rolling processing, the damage mode did not change from intergranular corrosion to exfoliation corrosion with the increase of pressure. The corrosion scope of the matrix became smaller, and the decrease intergranular corrosion susceptibility of the alloy was significantly increased. The brittle phase of AlFeSi phase was elongated and broken along the rolling direction. Compared with the untreated samples, after the intergranular corrosion test time of three hours, the AlFeSi phase affected corrosion processing, and the dispersion distribution of the AlFeSi phase destroyed the galvanic corrosion with the surrounding matrix. These results show that USRP can improve the intergranular corrosion resistance of 6061 aluminum alloy. The surface roughness is not the main factors to improve the intergranular corrosion resistance. However, refining and dispersing the AlFeSi phase in 6061 aluminum alloy through USRP is the key factor to inhibit the intergranular corrosion extension.

6061 aluminum alloy;ultrasonic rolling; microstructure deformation; AlFeSi phase; intergranular corrosion

2022-09-21；

2023-02-06

TG178

A

1001-3660(2023)10-0194-12

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.10.015

2022-09-21；

2023-02-06

国家自然科学基金（52161010，51974097）；贵州省科技计划（20191414，2022050）；中央引导地方科技发展专项（20194011）

China National Natural Science Foundation (52161010, 51974097); Guizhou Province Science and Technology Project (20191414, 2022050); Central Government Guides Local Science and Technology Development Special Projects (20194011)

胡钟遥, 石维, 向嵩.超声滚压对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响[J]. 表面技术, 2023, 52(10): 194-205.

HU Zhong-yao, SHI Wei, XIANG Song. Effect of Ultrasonic Rolling on Intergranular Corrosion Behavior of 6061 Aluminum Alloy[J]. Surface Technology, 2023, 52(10): 194-205.

通信作者（Corresponding author）

责任编辑：彭颋