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空泡腐蚀(CE)作为一种长期影响过流部件的破坏现象,严重影响了水轮机、船用螺旋桨、水泵等关键部件的使用寿命。长期以来,人们一直在寻找新的耐空泡腐蚀材料。大塑性变形法(SPD)可以制备超细晶材料,提高材料的强度和硬度,但对材料的空泡腐蚀性能如何影响,还缺乏系统研究。因此,研究大塑性变形法制备的超细晶材料的空蚀性能具有重要意义。 6061铝合金以其良好的强度、耐蚀性、成形性和可焊接性,得到了广泛的应用。本文以6061铝合金作为研究对象,在170℃下采用Bc方式ECAP工艺4道次获得块体超细晶铝合金材料,并对ECAP前后6061铝合金进行空蚀实验。测试分析了ECAP前后6061铝合金的力学性能和微观组织变化、空蚀不同时间的失重量测试、腐蚀截面形貌分析、表面形貌分析、腐蚀层微观组织演变,得到以下结论: ECAP工艺可以提高材料的强度和硬度,但塑性却有所降低。金相组织观察表明,ECAP后的试样内部变形带较多。透射电镜(TEM)观察到ECAP前的试样内部为等轴晶粒组织,析出相沿晶和晶内析出,无位错组织;ECAP后的试样内部多为大角度晶粒组织,部分晶粒内部和晶界处有较多位错,晶界发生扭曲并出现大量等厚条纹。XRD和TEM分析表明,ECAP后的试样析出相发生破碎,尺寸变小,由原先β"和β相转变成β-MgESi相。 空蚀实验表明,ECAP后的试样具有较长的孕育期,是ECAP前试样的750%,其单位时间累积失重量也明显较少。截面形貌分析表明,ECAP前的试样裂纹沿垂直表面扩展,扩展路径短;ECAP后的6061试样裂纹沿与表面45°扩展,扩展路径长。表面SEM分析表明,相同空蚀时间下,ECAP后的试样腐蚀程度较轻,深沟槽较浅。腐蚀层TEM分析表明,空蚀冲击形成位错缠结、析出相聚集和演变、疲劳变形带等微观组织。 试验证明,ECAP制备的材料可以提高耐空蚀性能,具有潜在的市场应用前景。