Page 86 - 机械工程材料2024年第十一期

唐 环，等：等通道转角挤压变形超细晶纯铜的组织与性能

600 学活性降低，抗腐蚀能力提高 ［15］ 。采用等效电路对交
4道次
500 流阻抗谱进行拟合，等效电路中：C lf 为吸附电容元件；
真应力/MPa 300 未变形 1道次 R lf 为吸附电阻元件；R t 为电荷转移电阻元件；R s 为溶
400
液电阻元件；Q dl 为双电层电容元件。拟合结果见表2，
200
100 表中C lf 为吸附电容； R lf 为吸附电阻； R t 为电荷转移电
阻； R s 为溶液电阻； Q dl 为双电层电阻。溶液电阻与电
0 ［16］
0.02 0.06 0.10 0.14 0.18 荷转移电阻是衡量材料耐腐蚀性能的重要指标 ：
真应变
溶液电阻越高或电荷转移电阻越大，意味着电荷穿
图 4 不同道次 ECAP 变形前后 T2 纯铜的拉伸真应力-真应变曲线
Fig. 4 Curves of tensile true stress-true strain of T2 pure copper 过腐蚀介质与电极两相界面的难度增大，因此材料
before and after ECAP deformation for different passes 耐腐蚀性能越好 ［17］ 。由表2可知，随着ECAP道次
的增加，溶液电阻和电荷转移电阻均增大，说明T2
表1 不同道次ECAP变形前后T2纯铜的力学性能
Table 1 Mechanical properties of T2 pure copper before 纯铜的耐腐蚀性能得到了提升。
and after ECAP deformation for different passes 6 000
Qdl 未变形
屈服强度/ 抗拉强度/ 断后伸长率/ 平均显微硬度/ Clf 1道次
条件 4 500 Rs 4道次
MPa MPa % HV Rt Rlf
未变形 295.6 328.90 18.9 91.89±11.39 -Z''/(Ω·cm 2 ) 3 000
1道次 316.6 382.85 17.8 109.79±4.74 1 500
4道次 476.4 498.47 15.1 132.16±2.98
0
到提升。 1 000 3 000 5 000 7 000
Z'/(Ω·cm )
2
2.3 耐腐蚀性能
图 6 不同道次 ECAP 变形前后 T2 纯铜腐蚀时的交流阻抗谱
由图 5 可知，未变形以及经 1，4 道次ECAP变 与对应的等效电路
形后，T2纯铜的开路电位分别为−0.253， −0.247， Fig. 6 EIS and corresponding equivalent circuit of T2 pure copper
−0.238 V。可见，随着ECAP道次的增加，T2纯铜 in corrosion before and after ECAP deformation for different passes
的开路电位不断升高，表明其耐腐蚀性能得到改善。 由图 7 可以看出，未变形和经过ECAP变形后
T2纯铜在电化学腐蚀过程中均出现钝化现象。腐蚀
-0.18

后的T2纯铜表面形成了一层钝化膜，阻碍了T2纯
-0.21 4道次 铜与腐蚀介质间的电子流动，抑制了T2纯铜的进一
开路电位/V -0.24 未变形 步腐蚀 ［18-20］ 。

由表 3 可知：随着ECAP道次的增加，T2 纯铜
-0.27 1道次 的自腐蚀电位E corr 升高，自腐蚀电流密度I corr 减小，

-0.30 说明T2纯铜在腐蚀过程中单位面积通过的电流逐
200 800 1 400 2 000 2 600
时间/s 渐减小，极化电阻R p 显著增加，说明阳极反应受到
图 5 不同道次 ECAP 变形前后 T2 纯铜腐蚀时开路电位变化曲线 的阻碍增大。可见，相较于未变形和1道次ECAP，
Fig. 5 Open circuit potential carves in corrosion of T2 pure copper 4道次ECAP变形后腐蚀形成的钝化膜对T2纯铜腐
before and after ECAP deformation for different passes
蚀的抑制能力最强。
由图6可知， 随着ECAP道次的增加，T2纯铜在 由图8可知：腐蚀后退火态T2纯铜表面发生严
高频区的容抗弧半径逐渐增大，表明T2纯铜的电化 重且不均匀的局部腐蚀；随着ECAP道次的增加， 腐

表2 不同道次ECAP变形前后T2纯铜腐蚀时的电化学阻抗拟合参数
Table 2 EIS fitting parameters of T2 pure copper in corrosion before and after ECAP deformation for different passes

2
条件 R s /(Ω · cm ) 2 Q dl /(F · cm −2 ) R t /(Ω · cm ) C lf /(F · cm −2 ) R lf /(10 Ω · cm )
2
3
未变形 4.926×10 −5 2.089×10 −4 6.031 5.401×10 −6 4.044
1道次 3.563×10 −1 8.134×10 −5 6.486 9.192×10 −7 6.754
4道次 3.037 1.580×10 −5 3.453×10 3 1.543×10 −3 4.330
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