镁锂（Mg-Li）合金具有出色的性能组合，包括高比强度和刚度、优异的导热性以及优越的电磁屏蔽和阻尼能力，使其在航空航天、军事设备、电子设备和汽车工业中具有很高的应用价值[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]]。该合金体系最初由德国的Masing及其同事报道[[8]]。由于镁锂合金具有显著的轻质特性和良好的强度重量比，因此已在工业和航空航天制造中得到广泛应用。
Guo等人[[9]]研究了固溶处理参数对Mg-9Li-6Al合金微观结构和硬度的影响。他们的研究表明，在340°C下保持1小时后，MgLiAl?相溶解到β-Li基体中，而AlLi相从α-Mg基体中沉淀出来。将保持时间延长至1小时后，AlLi在α-Mg中的分布更加均匀，因此固溶处理后的合金硬度显著高于铸态合金。除了通过固溶处理提高硬度外，最近的研究还越来越多地关注通过微观结构工程同时优化机械性能和电化学耐久性。Li等人[[10]]报告称，固溶处理使α-Mg和AlLi溶解到β-Li基体中，从而显著提高了合金的强度并增强了耐腐蚀性，这归因于微电偶效应的减弱和更保护性的表面膜的形成。除了基于热处理的调节方法外，热机械加工也被广泛用于细化晶粒和调整含铝沉淀物的分布，从而在双相镁锂合金中建立了相演变、机械响应和电化学耐久性之间的明确关联。Zhu等人[[11]]和Cui等人[[12]]证明，摩擦搅拌加工/焊接显著控制了双相镁锂合金的微观结构演变和相分布，从而决定了其最终性能。Geng等人[[13]]证明，摩擦搅拌增材制造使打印的Mg-Li-Al-Zn块的微观结构均匀化，从而同时提高了强度和耐腐蚀性。Zeng等人[[14]]进一步报告称，摩擦搅拌加工结合快速淬火可以抑制有害的AlLi相的形成，并显著降低了在氯化物溶液中的降解速率。交叉摩擦搅拌加工被证明可以将粗大的AlLi相替换为纳米级的MgLiAl?相，并均匀化α和β相的分布，从而使腐蚀电流密度（icorr）从约4.17×10?? A·cm?2降低到约1.48×10?? A·cm?2，同时提高了强度和延展性的协同性[[15]]。类似的相关性也在通过摩擦搅拌加工处理的双相Mg-8Li-10Zn合金中得到报道[[16]]。总的来说，这些研究表明，含铝相的数量、形态和分布，以及加工和成分控制相的选择和微观结构的均匀性，可以改变主要的腐蚀模式，因此在性能优化过程中必须综合考虑这些因素[[17], [18], [19]]。
尽管具有这些优势，镁合金仍面临一些挑战。虽然添加锂可以降低密度并提高成型性，但镁锂合金的绝对强度仍低于广泛使用的结构金属（如钢和铝合金）。更重要的是，它们的耐腐蚀性明显低于铝合金，严重限制了大规模工程应用。锂的加入降低了合金的电负性并增加了电化学活性，导致其耐腐蚀性较差[[1,17,20]]。与Al、不锈钢、Ni或Cr等被动金属[[17], [18], [19], [20], [21], [22], [23]]不同，镁锂合金无法形成致密的氧化膜，从而导致较高的电化学反应性和较低的耐腐蚀性[[1,20]]。对于含有5.7-10.3重量百分比锂的双相镁锂合金，α-Mg/β-Li界面会形成微电偶对，加速局部腐蚀[[5,17,20,24]]。此外，锂还强烈影响MgO膜在镁锂合金上的行为，特别是通过改变电子结构、反应活性和膜形态，最终成为控制耐腐蚀性的关键因素[[25]]。例如，Li+可以调节MgO的水合和脱水动力学[[26]]。
为了提高耐腐蚀性，人们广泛探索了合金化、变形加工和表面改性方法[[27]]。研究表明，添加铝有助于在腐蚀过程中形成致密的Mg(OH)2保护层，从而有效降低腐蚀速率[[28]]。添加稀土元素也被认为是一种有效的方法，因为它可以抑制α-Mg和β-Li相之间的电偶作用，从而提高耐腐蚀性[[19,20,29]]。
然而，每种方法都存在显著的局限性。与铝、锌或稀土元素合金化可能会产生与基体具有电化学势差异的金属间化合物，加剧电偶腐蚀和局部点蚀[[13,14,20]]。此外，这种合金化策略需要精确的成分控制和漫长的优化周期，而且耐腐蚀性的提高往往是以牺牲延展性或高温稳定性为代价的。稀土元素的添加还会增加成本和环境负担。基于变形的技术（如轧制和挤压）会引入残余拉应力，这些应力可能成为应力腐蚀裂纹的起始点，并导致腐蚀行为的明显各向异性[[24]]。此外，变形的允许加工窗口较窄，变形不足或过度都会对腐蚀性能产生不利影响。服役过程中的残余应力松弛也会进一步影响耐腐蚀性的稳定性。
相比之下，热处理提供了几个明显的优势，可以有效缓解上述方法的缺点。热处理过程（如固溶处理、退火和均匀化）无需引入额外的合金元素，可以溶解有害的第二相，细化晶粒，并均匀化α-Mg和β-Li相的分布，从根本上降低腐蚀敏感性并避免与合金化相关的电偶腐蚀问题。热处理还可以消除变形过程中产生的残余拉应力，抑制应力腐蚀裂纹，并稳定微观结构，防止服役过程中的再结晶或相变引起的耐腐蚀性波动[[30]]。更重要的是，热处理能够同时提高机械性能和耐腐蚀性能。例如，固溶处理可以提高塑性和耐腐蚀性的均匀性，而均匀化处理可以增强合金强度并抑制腐蚀扩散，同时不损害韧性[[9,10,17,31]]。
然而，大多数现有研究主要集中在含有相对较低锂含量（约5.7–10.3重量百分比）的双相（α+β）镁锂合金的热处理和变形上。相比之下，关于高锂含量（>12重量百分比）合金的研究较少，这些合金通常具有双相或单一β相结构。例如，Cain等人系统总结了高锂含量β相合金（如LA136和LA141）的发展和性能限制，用于超轻结构应用[[5]]。Yang等人报告称，通过合金设计和热机械加工，单一β相镁锂铝锌合金可以同时实现强度、延展性和阻尼能力的提高[[7]]，同时也有许多关于基于Mg-14Li和Mg-14Li-1Al合金的机械性能和腐蚀行为的研究，特别是在模拟体液中的研究[[32,33]]。这些研究突出了高锂含量β型合金的潜力，但主要依赖于合金化和复杂的热机械途径来调整微观结构和性能。
在这方面，关于高锂含量（>12重量百分比）镁锂铝基合金在简单静态均匀化处理下的微观结构演变和性能相关性研究还不够充分。具体来说，目前缺乏系统性的理解，即不同温度范围内的均匀化处理如何影响相溶解和金属间相沉淀之间的竞争，以及这些特定的微观结构特征如何定量决定机械响应和腐蚀行为。为了填补这一空白，本研究对比研究了在不同温度范围（250°C低温与400°C高温）下进行均匀化处理的铸态镁锂铝合金（高锂含量）的微观结构演变、机械性能和耐腐蚀性。独特的是，本研究阐明了单相β基体中含铝相的转变机制，揭示了从AlLi溶解到粗大MgLiAl?沉淀的关键转变过程。通过建立这些演变微观结构、机械性能和电化学耐久性之间的关联，本研究为优化高锂含量镁合金的热处理策略提供了半定量基础，以实现强度、延展性和耐腐蚀性的协同提升。
