摘要
镁及其合金因具有质轻、高强和良好阻尼性能等优点，被广泛应用于航空航天、交通和消费电子领域。但镁及其合金的高化学活性使其易在潮湿环境下发生腐蚀，增加服役失效风险，极大限制了镁及其合金的工业应用。大量的研究表明，晶粒尺寸对镁合金的耐蚀性有重要的影响。本文通过预压缩变形在AZ31镁合金中引入大量{ 
}孪晶界面，以细化镁合金的初始组织，探究由孪晶界面的引入带来的细晶效应与AZ31镁合金耐蚀性之间的关联。结果表明：随变形量增加，AZ31镁合金中孪晶体积分数逐渐提高，晶粒尺寸先减小后增大，同时初始{0001}织构逐渐转变为{ 
}和{ }织构，AZ31镁合金轧制面的耐蚀性能随着预变形量的增加而逐渐降低。分析表明，{ }孪晶导致的镁合金耐蚀性能的降低与孪晶诱导织构的改变有关。相较于晶粒尺寸，晶体取向的改变对AZ31镁合金的腐蚀性能影响更为显著{ 
}。
}孪晶界面，以细化镁合金的初始组织，探究由孪晶界面的引入带来的细晶效应与AZ31镁合金耐蚀性之间的关联。结果表明：随变形量增加，AZ31镁合金中孪晶体积分数逐渐提高，晶粒尺寸先减小后增大，同时初始{0001}织构逐渐转变为{ }和{ }织构，AZ31镁合金轧制面的耐蚀性能随着预变形量的增加而逐渐降低。分析表明，{ }孪晶导致的镁合金耐蚀性能的降低与孪晶诱导织构的改变有关。相较于晶粒尺寸，晶体取向的改变对AZ31镁合金的腐蚀性能影响更为显著{ }。Abstract
Magnesium and its alloys are widely used in aerospace, transportation and consumer electronics because of their light weight, high strength and good damping properties. However, their high chemical reactivity makes them susceptible to corrosioni in humid environments, increasing the risk of failure and greatly limiting their industrial applications. Numerous studies have shown that grain size has a significant impact on the corrosion resistance of magnesium alloys.In this paper, a large number of { } twin interfaces were introduced into AZ31 magnesium alloy through pre-deformation process to refine the initial microstructure of the alloy. The aim was to explore the correlation between the grain refinement effect induced by the introduction of twin interfaces and the corrosion resistance of AZ31 magnesium alloy. The results indicate that with the increase of deformation amount, the volume fraction of twins in AZ31 magnesium alloy gradually increases. The grain size first decreases and then increases, while the initial {0001}texture gradually transforms into { 
} and { } prismatic plane. In addition, the corrosion resistance of AZ31 magnesium alloy decreases with the increase of the pre-deformation amount. Analysis shows that the decrease in corrosion resistance of magnesium alloy induced by { } twinning is related to the change in twinning-induced texture. Compared with grain size, the change in crystal orientation has a more significant effect on the corrosion performance of AZ31 magnesium alloy.
} twin interfaces were introduced into AZ31 magnesium alloy through pre-deformation process to refine the initial microstructure of the alloy. The aim was to explore the correlation between the grain refinement effect induced by the introduction of twin interfaces and the corrosion resistance of AZ31 magnesium alloy. The results indicate that with the increase of deformation amount, the volume fraction of twins in AZ31 magnesium alloy gradually increases. The grain size first decreases and then increases, while the initial {0001}texture gradually transforms into { } and { } prismatic plane. In addition, the corrosion resistance of AZ31 magnesium alloy decreases with the increase of the pre-deformation amount. Analysis shows that the decrease in corrosion resistance of magnesium alloy induced by { } twinning is related to the change in twinning-induced texture. Compared with grain size, the change in crystal orientation has a more significant effect on the corrosion performance of AZ31 magnesium alloy.Keywords
镁合金凭借轻质、高比强度及出色的阻尼减震性能，在当前提倡节能减排的社会环境下受到极大的关注。展望未来几十年，镁合金有望在航空航天、交通运输、新能源汽车及消费电子等领域继续担当重要角色。然而，其高化学活性导致的易腐蚀问题，及其表面氧化膜无法提供有效保护甚至可能加速腐蚀的特性，增加了其在实际应用中的失效概率，从而在一定程度上制约了其在工业生产中的广泛应用[1]。
晶粒细化是强化材料力学性能的重要手段，近年来，研究者发现晶粒尺寸与镁合金腐蚀性能也有关联。例如，在人体模拟体液和氯化钠溶液中，晶粒细化后的镁合金具有较好的耐蚀性[1-2]，这可能是由于晶粒细化能使表面加速形成稳定致密的保护膜。Aung等[3]研究了晶粒尺寸对AZ31B镁合金耐蚀性能的影响，结果显示晶粒尺寸较小时其耐腐蚀性能更佳，特别是在未产生孪晶组织的腐蚀过程中更为明显。当平均晶粒尺寸从65 μm增加到250 μm时，腐蚀速率显著增加。Birbilis等[4]也报道了类似的研究成果，经过等通道转角挤压处理的镁合金的腐蚀电流密度与晶粒尺寸之间呈现线性关系，即晶粒尺寸越小，其腐蚀电流密度就越小，通常，腐蚀电流密度越小，其耐腐蚀性能越强。此外，随着晶粒细化，晶界面积增加，有利于有害物质在晶界处溶解，从而降低腐蚀倾向。然而，Chen等[5]在研究采用表面机械滚压处理的AZ31合金表面的耐蚀性时却得到了相反的结论，处理后的表面含有纳米级细晶组织，但其腐蚀速率却增加了2倍。这主要是因为大应变产生高密度位错及内应力，使其具有更高的界面能，所以经过剧烈塑性变形的镁合金可能发生严重的阳极溶解[6]。
在室温条件下，沿着特定方向施加作用力，镁合金很容易产生孪晶，这归因于它们的临界剪切应力（Critical Resolved Shear Stress，CRSS）较低[7]。因此，通过预变形在镁合金中引入大量的孪晶，也是细化其晶粒的一种常见方式。近年来，孪晶界与镁合金耐蚀性的关系也受到了广泛的关注。Wang等[8]发现，沿RD方向施加压缩力，使镁合金发生3%变形量后，3个垂直表面的耐蚀性均得到提高。Zou等[9]对 Mg-1Y合金不断施加压缩力，镁合金的耐蚀性随着{}孪晶体积分数升高而增加。另一方面，引入孪晶改变晶体取向，将造成孪晶与基体存在电位差，从而构成微电偶腐蚀，随着孪晶体积占比的增加，微电偶区域增多，加速镁合金腐蚀。Aung等[3]发现，孪晶体积分数较高的AZ31B 镁合金腐蚀更严重。由此可见，变形孪晶对镁合金耐蚀性能的影响仍存在争议，其背后的影响机制目前仍不清楚。
}孪晶体积分数升高而增加。另一方面，引入孪晶改变晶体取向，将造成孪晶与基体存在电位差，从而构成微电偶腐蚀，随着孪晶体积占比的增加，微电偶区域增多，加速镁合金腐蚀。Aung等[3]发现，孪晶体积分数较高的AZ31B 镁合金腐蚀更严重。由此可见，变形孪晶对镁合金耐蚀性能的影响仍存在争议，其背后的影响机制目前仍不清楚。
因此，本文采用压缩变形工艺，首先沿着AZ31板材的横向方向（Transvers Direction，TD）对其施加不同变形量的压缩变形，以引入不同体积分数的{}拉伸孪晶，细化组织；随后对预压缩变形后的镁合金板材的轧面（Rolling Direction，RD）进行3.5 wt.%的NaCl环境腐蚀，以探究预变形引入的孪晶对AZ31镁合金耐蚀性的影响。
}拉伸孪晶，细化组织；随后对预压缩变形后的镁合金板材的轧面（Rolling Direction，RD）进行3.5 wt.%的NaCl环境腐蚀，以探究预变形引入的孪晶对AZ31镁合金耐蚀性的影响。
1 实验
表1为商用AZ31镁合金热轧板材的化学元素成分。图1展示了AZ31轧制镁合金板材的微观组织，基体组织主要由大小均匀、分布规整的等轴晶粒构成。在RD-TD面（轧向-横向面）上，晶体取向呈现出典型的强基面织构特征。相对而言，在RD-ND面（轧向-法向面）上，则展现为非基面织构，与轧制态板材的性质相吻合。
表1AZ31镁合金板材的化学成分
Table1Chemical composition of AZ31 magnesium alloy sheet (wt.%)
图1原始热轧AZ31镁合金不同表面EBSD分析：（a）、（c）RD-TD表面反极图和{0002}极图；（b）、（d）RD-ND表面反极图和{0002}极图
Fig.1EBSD analysis of different surface of original hot-rolled AZ31 magnesium alloy: (a) , (c) reverse pole diagram and {0002} pole diagram of RD-TD surface, respectively; (b) , (d) inverse polar diagram and {0002} polar diagram of the RD-ND surface, respectively
1.1 预变形实验
采用电火花线切割设备，沿着热轧板材的轧向（RD）、横向（TD）和法向（ND）切割出尺寸为20 mm×15 mm×20 mm的多个样品。采用600#SiC黑砂纸打磨样品各表面，去除氧化层及线切割痕迹。使用SHIMADZU AG-X10kN万能力学实验机沿样品的TD方向施加压缩载荷，分别获得变形量约为2%、5%、8%的压缩样品。预变形样品使用科晶KSL-12000X-M马弗炉进行退火处理，消除内部残余应力。热处理温度为190℃，保温时间为5 h，随后在空气中冷却。对预变形和热处理后的样品进行3.5 wt.%NaCl溶液腐蚀实验，腐蚀面均为RD-TD面。同时，设定两个对照组，即原始态AZ31镁合金的RD-TD面与RD-ND面样品。
1.2 腐蚀性能测试
镁合金在含有氯离子的溶液环境中，存在着如下的腐蚀阳极和阴极反应：
阳极：Mg → Mg2++ 2e-
阴极：2H+ + 2e-→ H2
可以看出，镁合金的溶解会伴随着氢气的析出。因此，可通过滴定管收集氢气体积，从而间接地计算溶解镁的质量，进而可以判断不同样品之间耐蚀性能的差异。将样品放入盛有500 mL 3.5 wt.%NaCl溶液的烧杯中，室温下浸泡，记录所释放的氢气体积，得出随着浸泡时间变化的曲线图。
腐蚀形貌观察：在固定浸泡时间后对腐蚀形貌进行观察。观察样品表面腐蚀形貌时，先将其放入无水乙醇中超声波环境下清洗10 min，彻底去除表面的盐溶液。此外，在3D形貌观察时，还需使用铬酸溶液对表面腐蚀产物进行全面清洗。在进行析氢测试及腐蚀形貌观察时，样品仅暴露工作表面，其余表面则采用冷镶嵌方式进行密封，以保证实验的准确性。
电化学测试：在3.5 wt.%NaCl溶液中，通过普林斯顿VrsaSTAT3F电化学工作站依次进行开路电位（OCP）、电化学阻抗谱（EIS）和动电位极化曲线（PDP）测试。在电化学测试中，样品为工作电极（1 cm2），饱和甘汞（SCE）和铂棒分别作为参比电极和对电极。在105~102 Hz的频率范围内进行EIS测试，信号幅值设定为10 mV。随后，使用ZSimpWin软件对EIS数据进行拟合分析。动电位极化曲线测试以1 mV/s的扫描速率进行，电位范围从-0.4 V到0.6 V vs.SCE（vs.OCP）。为确保良好的重复性，所有电化学试验均在室温条件下进行，并至少重复3次。
1.3 微观表征
依次使用500#、1 000#、2 000#及4 000# SiC砂纸打磨样品，直至表面无划痕且平整，使用苦味酸-乙酸混合腐蚀液（1.75 g苦味酸+5 mL乙酸+37.5 mL无水乙醇+7.5 mL蒸馏水）腐蚀样品。将腐蚀完的样品置于MoticBA310Met光学显微镜（OM）下观察微观组织形貌。
使用AC2电解抛光液将打磨后的样品进行电解抛光，抛光电压为20 V，温度约为-30℃，抛光时间为70~120 s。采用型号为Zeiss Sigma HD 的扫描电子显微镜配备的EBSD探头进行标定，标定步长为5 μm，标定率大约85%。
2 结果与讨论
2.1 金相显微组织
图2为AZ31镁合金不同变形量下的金相组织形貌图。
图2初始和预变形后镁合金组织：（a）原始轧制态；（b）2%；（c）5%；（d）8%
Fig.2Metallographic morphology: (a) the original rolling state; (b) 2%; (c) 5%; (d) 8%
如图2（a）所示，轧制状态下的晶粒大小均匀，没有异常长大的晶粒，与图1的结果相符。高密度孪晶界的引入导致晶粒内部形成了大量的层状结构的孪晶（如图2（b）中箭头所示），使初始样品晶粒得到了不同程度的细化。特别是在变形量2%的样品中，孪晶界的数量最多，因此其晶粒细化效果最为显著。然而，在变形量5%和8%的样品中，随着应变量的进一步增加，新的孪晶产生并且长大，导致孪晶界合并，从而削弱了晶粒细化的效果。金相组织的结果表明，晶粒的细化程度与孪晶界的数量密切相关，即孪晶界的面积越大，晶粒细化的效果就越显著。
2.2 预变形组织分析
为明确孪晶的类型和晶体取向的变化情况，对预变形样品进行了EBSD表征与分析，其结果如图3-所示。
图3不同预压缩量后样品的EBSD表征
Fig.3EBSD analysis diagram of compressed samples: (a) , (d) 2%; (b) , (e) 5%; (c) , (f) 8%
通过观察图3（a）~（c），可以发现，沿着TD方向进行压缩的样品，在不同变形量下，孪晶界面积和孪晶体积分数存在差异，产生的孪晶如黑色箭头所示。计算结果表明：在2%、5%和8%的样品中，孪晶体积分数分别约为41%、75%和91%。表明随着压缩应变量的增加，孪晶体积分数也呈现出增加的趋势。此外，由于AZ31镁合金轧制板材具有显著的基面织构，因此在RD-TD表面上，晶粒取向面几乎完全是{0001}基面，晶粒的c轴与ND方向保持平行，如图1（a）所示。当沿着TD方向施加压缩载荷时，作用力方向与c轴正好垂直，因此容易产生{}拉伸孪晶[10]。图3（d）~（f）直观地揭示了主要的孪晶类型为{}拉伸孪晶，并且伴随着少量的{}-{}二次孪晶。在8%的样品中，也观察到了少量的{}压缩孪晶。观察结果间接地说明{}孪生的CRSS高于{}拉伸孪生，因此需要在较大的变形量下才能启动。EBSD结果表明，{}孪生也起着改变晶体取向的作用，使孪晶区域取向与基体不同。过往研究显示，{}拉伸孪晶是基体绕＜＞轴旋转了86.3°形成的[11]。因此，孪晶区域取向转变为{}和{{}棱柱面。随着变形量增加，孪晶合并长大，孪晶取向基本完全代替基体取向，造成非基面织构占主导，如图3（c）所示。图4进一步表明，随着预变形量增加，活化的{}拉伸孪生会不断地削弱AZ31镁合金轧制面的强基面织构。
图4不同预变形量后镁合金极图
Fig.4Pole figures corresponding to different pre-strains: (a) - (c) 2%; (d) - (f) 5%; (g) - (i) 8%
此外，一方面，它进一步证实孪晶的c轴与TD方向平行；另一方面，{}和{}极图在不同预变形量下的变化表明棱柱面晶体取向分布是随机的，{}拉伸孪晶的激活几乎不会影响其分布，如图4（b）、（c）、（e）、（f）、（h）和（i）所示。
2.3 析氢测试
析氢测试是一种能够较为准确地测量镁合金在稳态时的腐蚀速率的方法。由其反应式可知，每逸出1 mol的氢气就意味着有1 mol的镁被腐蚀。因此，可通过统计析出的氢气体积来间接地测量镁合金的腐蚀速率。图5展示了5组样品在NaCl溶液中随时间变化的析氢速率图。从图5中可以明显观察到，经过预变形的样品的腐蚀速率都高于RD-TD样品，且随着变形量的增加，腐蚀速率也逐渐增加。而对照组的RD-ND样品表现出最差的耐蚀性。通常，镁合金在开路电位下的析氢腐蚀速率可以在一定程度上反映其电化学活性[12]。因此，析氢测试的结果初步表明，{}拉伸孪晶的产生会加剧AZ31镁合金的腐蚀过程，并且随着{}孪晶体积分数的增加，其耐蚀性呈现下降趋势。此外，通过比较RD-TD样品和RD-ND样品的析氢结果，可以发现样品之间的腐蚀速率差异与晶体取向有着密切关系。为了全面评估各个样品的耐蚀性能，进行了腐蚀电化学测试。
图5不同样品在3.5 wt.%NaCl溶液中的析氢速率图
Fig.5Hydrogen evolution rate of different samples in 3.5 wt.%NaCl solution
2.4 电化学检测
图6展示了5组样品在3.5 wt.%NaCl溶液中的动电位极化曲线。5组曲线表现出一个明显的特征，即尽管所有样品的阴极极化分支具有相似的趋势，但阳极极化分支的走向却各不相同，这反映了样品间腐蚀行为的差异性。另一个值得注意的现象是，所有5组样品的极化曲线都未展示出钝化行为，这意味着表面的氧化膜并不稳定，有可能随时受到破坏。由于点蚀的干扰，阳极分支的变化较大，因此不适合进行拟合分析[13]。在此情况下，腐蚀参数是通过曲线的阴极分支利用Tafel外推法来确定的。腐蚀电位（Ecorr，参比饱和甘汞电极，SCE）与腐蚀电流密度（icorr）的汇总结果如表2所示。数据分析发现，RD-TD、2%、5%、8%及RD-ND样品的腐蚀电位依次下降，而腐蚀电流密度则呈现出上升的趋势。
图6不同样品在3.5 wt.%NaCl溶液中的动电位极化曲线
Fig.6Potentiodynamic polarization curves of different samples in 3.5 wt.%NaCl solution
表2动电位极化曲线得到的Ecorr和icorr数值
Table2Ecorr and icorr values obtained from potentiodynamic polarization curves
为了深入揭示不同样品的腐蚀机制，对5组样品进行了交流阻抗谱测试，结果以奈奎斯特图的形式展示在图7中。观察发现，所有曲线都呈现出两个明显的时间常数，即高频区域的容抗环和低频区域的感抗环。具体来说，容抗环的出现主要是由于电荷转移和薄膜效应，而其直径大小可以大致估算电化学反应中的电荷转移电阻值[14]。另一方面，低频感抗环的产生则是固态相中质量输运的结果，这一现象通常意味着表面发生了局部腐蚀[15]。在电化学奈奎斯特图谱的解读中，通常认为容抗弧的尺寸越大，合金的耐腐蚀性相对较强[16]。因此，根据图7中的奈奎斯特图谱可以得出，RD-TD样品的容抗环尺寸最大，其次是2%、5%和8%的变形样品，而RD-ND样品的容抗环尺寸最小。这一结果初步揭示了不同变形程度对镁合金耐蚀性能的影响。
图7不同样品在3.5 wt.%NaCl溶液中的奈奎斯特图
Fig.7Nyquist diagram of different samples in 3.5 wt.% NaCl solution
图8是拟合图7谱图的等效电路图，其中Rs表示溶液电阻，Rt和CPEdl分别代表镁基体与电解质溶液界面的电荷转移电阻和双电层，描述了高频电容回路的特性。Ydl和ndl是两个反映双电层CPEdl内在性质的参数，其中0＜ndl＜1。Rt值越大表示金属溶解速率越低，Ydl值越小则代表表面膜层越致密，意味着更好的耐蚀性[17]。另外，RL和L分别代表电阻和电感，用于描述低频感应回路的特性。根据所提出的等效电路模型，得到了如表3所示的拟合数据。从数据中可以看出，RD-ND样品、8%样品、5%样品、2%样品及RD-TD样品的Rt值分别为106.4、126.3、169.9、182.0、431.2 Ω·cm2，呈现出逐步升高的趋势；与此同时，各自的Ydl值则呈现出逐渐减小的趋势。电化学测试结果与析氢测试保持了较好的一致性。
图8电化学阻抗谱的等效电路图
Fig.8Equivalent circuit diagram of electrochemical impedance spectroscopy
表3奈奎斯特图谱结果
Table3Results of Nyquist atlas
2.5 微观形貌与腐蚀性能分析
为了深入研究腐蚀性能的变化情况，选取RD-TD样品、变形量5%样品以及RD-ND样品进行腐蚀形貌的观察。图9（a）~（c）给出了在3.5 wt.%NaCl溶液中浸泡48 h后样品的表面腐蚀形貌。经过观察和对比，发现RD-ND样品的腐蚀情况最为严重，变形量5%样品出现了较严重的局部腐蚀，相对而言，RD-TD样品的腐蚀程度较为轻微。为了更准确地反映腐蚀深度的大小，进一步选取RD-ND和RD-TD样品的局部区域进行了3D腐蚀深度分析，如图9（d）和（e）所示。通过精密的测量和计算，确定RD-ND样品表面选区的平均腐蚀深度大约为80 μm，而最大腐蚀深度达到了132 μm。相比之下，RD-TD样品表面选区的平均腐蚀深度约为30 μm，最大腐蚀深度为43 μm。腐蚀形貌结果直观地反映出RD-TD样品具有最优的耐蚀性能。
镁合金的腐蚀性能受到晶粒尺寸的影响[18]，引入{}拉伸孪晶可以使孪晶界细化晶粒，使得预变形样品的晶粒尺寸比未变形样品更细小。为了研究晶粒尺寸与耐蚀性之间的关系，对AZ31镁合金进行了普通热处理，获得了3种具有不同晶粒度的样品，其显微结构如图10所示。由图10可发现3种样品的晶粒均由等轴晶组成且大小均匀，没有第二相颗粒析出。通过Image-Pro Plus软件计算每个样品的平均晶粒尺寸，分别约为20、30和55 μm。
随后对3种样品进行了析氢测试，以比较其腐蚀速率，结果如图11所示。从图11中可清晰地看出，不同晶粒尺寸样品的析氢体积速率的大小关系为55 μm＞30 μm＞20 μm。表明微米级别的晶粒尺寸对镁合金的腐蚀性能具有积极影响，也就是说，随着晶粒尺寸的变细，镁合金的耐蚀性增强。
图9不同镁合金样品的腐蚀形态：（a）RD-ND样品；（b）变形量5%样品；（c）RD-TD样品；（d）、（e）RD-ND和RD-TD样品的选区3D腐蚀形貌
Fig.9Corrosion morphology of different magnesium alloy sample: (a) RD-ND sample; (b) 5% deformation sample; (c) RD-TD sample; (d) , (e) selected 3D corrosion morphology of RD-ND and RD-TD samples
图10不同晶粒尺寸的AZ31镁合金显微组织图
Fig.10Microstructure of AZ31 magnesium alloy with different grain sizes: (a) 20 μm; (b) 30 μm; (c) 55 μm
图11不同晶粒尺寸的AZ31镁合金在3.5 wt.%NaCl溶液中的析氢速率图
Fig.11Hydrogen evolution rate of AZ31 magnesium alloy with different grain sizes in 3.5 wt.%NaCl solution
经过腐蚀实验，得出样品间的腐蚀速率顺序为：RD-TD＜2%＜5%＜8%＜RD-ND。值得注意的是，引入{}拉伸孪晶虽然细化了孪晶界的晶粒，使得预变形样品的晶粒尺寸相较于未变形样品更为细小，但意外的是，这并未提升AZ31镁合金的耐蚀性，反而降低了其耐蚀性。但进行的验证实验（如图10、11所示）结果显示，AZ31镁合金的耐蚀性随着晶粒的细化而提高。这可能是由于孪晶在细化了晶粒的同时，也改变的原始晶粒的取向特征所致。由引入{}孪晶前后的织构对比图来看（见图1），{}拉伸孪晶时晶粒取向由原来的{0001}基面变为{}和{}棱柱面。RD-TD样品表面是强基面织构，也即表面基本平行于{0001}晶面；而RD-ND样品表面是典型非基面织构，主要由{}和{}棱柱面组成，如图1所示。Xin等[19]的研究结果表明，AZ31镁合金的表面腐蚀速率会随着{0001}晶面强度的降低以及{}/{}晶面强度的增加而增加。此外，Pawar等[20]也报道了类似的研究结果，AZ31镁合金表面非基面晶粒的腐蚀深度明显高于基面晶粒。因此，RD-TD样品表现出最佳的耐蚀性，而RD-ND样品的耐蚀性最差。随着压缩变形量的增加，样品表面{}拉伸孪晶体积分数也随之增加，导致更多不耐蚀的晶体取向出现，从而使得变形样品的耐蚀性逐渐降低。此外，由于不同晶体取向面的原子排列存在差异，导致了表面能的不同。其中，{0001}面具有最低的表面能，仅为{}和{}棱柱面表面能的一半[21]。这种表面能差异导致了孪晶区与非孪晶区之间的电位差，进而容易引发微电偶腐蚀，加速了孪晶的腐蚀速率。Wang等[22]的研究也报道了类似的现象。
3 结论
1）随着变形量的增加，AZ31镁合金中的{}变形孪晶体积分数也逐渐增多。当预变形量达到8%时，{}变形孪晶的体积分数接近饱和，约为91%。晶粒尺寸随着预变形量的增加呈现出一个先减小后增大的趋势。这主要是因为当预变形量达到某个特定值时，{}变形孪晶之间的合并趋势会增强，孪晶宽度也会增大，从而削弱了孪晶界对晶粒的细化效果。与此同时，随着{}孪晶的引入，AZ31镁合金的织构也发生了显著变化，由原本的{0001}基面转变为{}和{}棱柱面。
2）腐蚀实验（析氢气测试和电化学测试）结果表明，随着预变形量的增加，RD-TD面（轧向-横向面）的耐蚀性逐渐降低。这主要是由于随着预变形量的增加，具有更高表面能的非基面取向的比例逐渐增加所致。
3）对比分析原始材料中RD-TD面（轧向-横向面）与RD-ND面（轧向-法向面）的耐蚀性，结果显示，晶体取向对热轧AZ31镁合金的腐蚀性能影响占据主导地位，相比之下，晶粒尺寸的影响较小。
