6061-T6鋁合金由于表面硬度低，使用環境潮濕，容易發生局部腐蝕，導致鋁合金使用壽命降低。激光沖擊強化（LSP: Laser shock peening）是一種新型表面加工技術，可以在材料表面產生高幅殘余壓應力和晶粒細化層。近年來，許多研究通過LSP提高鋁合金的耐腐蝕性，材料的表面狀況（如表面形貌、表面粗糙度、殘余應力、表面顯微硬度等）更是影響腐蝕行為的重要因素。LSP后材料的表面粗糙度有所增加，但大多數研究都沒有關注到材料原始表面的差異對后續腐蝕行為的影響。不同原始表面對LSP后鋁合金腐蝕行為的具體影響尚不清楚。還有研究表明，鋁合金的耐腐蝕性能與第二相顆粒有關。然而有關LSP對鋁合金第二相顆粒的影響的研究卻很少。因此，有必要系統地研究LSP誘導的第二相變化及其對不同原始表面粗糙度6061-T6鋁合金耐腐蝕行為的影響。

來自江蘇大學的羅開玉教授（第一作者）、邢煜碩士生（共一作者）、王長雨博士（通訊作者）和魯金忠教授（通訊作者）等人研究了LSP對不同原始表面粗糙度6061-T6鋁合金在3.5 wt.% NaCl溶液中電化學腐蝕行為的影響。對各試樣進行了表面性能檢測（包括表面形貌、表面粗糙度和表面殘余應力）和雙相微觀結構表征（包括XRD和TEM）；通過電化學腐蝕試驗，包括動電位極化和電化學阻抗譜測量，分析了不同浸泡時間下6061-T6鋁合金的腐蝕行為，并分析了LSP前后6061-T6鋁合金的電化學腐蝕機理。相關論文以題為“Effect of laser shock peening on the dissolution of precipitates and pitting corrosion of AA6061-T6 with different original surface roughness”發表在Corrosion Science。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111794    

結果表明，LSP使鋁合金表面的鈍化電流密度提高了76.6%-78.2%，極化電阻提高了287.2%-288.9%。與LSP引入的高幅殘余壓應力和雙相微觀組織演變對耐蝕性的有利影響相比，表面粗糙度增加對耐蝕性的不利影響不是影響腐蝕行為的主要因素。表面粗化會導致鋁合金耐蝕性下降，LSP的引入并不會改變這一規律。此外，LSP促進了超細晶的生成、納米級Al8Fe2Si顆粒的完全溶解以及微米級Al8Fe2Si顆粒的局部溶解，促進鋁合金表面致密鈍化膜的形成從而大幅提高其耐蝕性。

圖 1 AA6061-T6在不同倍率下的表面粗糙度    

圖 2 AA6061-T6試樣的表面殘余應力

圖 3 AA6061-T6的XRD圖譜及各峰的放大圖

圖 4 電化學腐蝕試驗前NP-2000#和LSP-2000#試樣的典型SEM形貌及對應的EDS圖像    

圖 5 (a) LSP-2000#試樣典型截面的明場TEM圖像及相應的Al、Mg、Fe、Si的EDS圖譜結果，(b-d)B-D區域放大圖(a)中及其電子衍射圖

圖 6 AA6061-T6試樣在3.5 wt.% NaCl 溶液中浸泡不同時間的EIS結果和擬合曲線    

圖 7 不同表面粗糙度鋁合金激光沖擊強化耐蝕機理示意圖