journal article·2026-05Open access

Enhanced corrosion resistance by engineering basal-oriented grains in Mg-Al-Sn-Ca alloys to retard H/O/Cl adsorption through friction stir processing

Xiao-Rui Dong, Da-Wei Wang, Rui Zhou, Wei-Chao Zhao, Pin-Kui Ma, Lei Zhao, Min Zha

Abstract

The present work demonstrates that friction stir processing/welding (FSP/FSW) significantly enhances the corrosion resistance of twin-roll cast (TRC) Mg-Al-Sn-Ca alloy, reducing the corrosion rate to as low as 0.5 mm/y. This improvement arises from a substantial increase in basal-oriented grain fraction (from 12 to 70%) alongside grain refinement and secondary-phase spheroidization. The enriched basal-oriented grains suppress the adsorption of H, O, and Cl, inhibiting key electrochemical processes such as hydrogen evolution, localized oxidation, and chloride-induced pitting corrosion. Importantly, no galvanic corrosion is observed between TRC base metal and FSP zone, highlighting the dual potential of FSP/FSW for both corrosion-resistant surface engineering and structural joining.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Magnesium Alloys: Properties and Applications · Advanced Welding Techniques Analysis · Aluminum Alloys Composites Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (68)

Show source-provided references
1. Zha · Mater. Sci. Eng. A · 2023 · 86210.1016/j.msea.2022.144457 ↗
2. Meng · J. Mater. Sci. Technol. · 2026 · 242 · 1510.1016/j.jmst.2025.02.094 ↗
3. Wang · J. Magnes. Alloy · 2024 · 13 · 163010.1016/j.jma.2024.06.022 ↗
4. She · J. Magnes. Alloy · 2024 · 12 · 344110.1016/j.jma.2024.10.001 ↗
5. Yang · J. Magnes. Alloy · 2023 · 11 · 261110.1016/j.jma.2023.07.011 ↗
6. Pawar · Acta Mater. · 2017 · 133 · 9010.1016/j.actamat.2017.05.027 ↗
7. Dong · Corros. Sci. · 2024 · 23610.1016/j.corsci.2024.112230 ↗
8. Wang · J. Alloys Compd. · 2022 · 914
9. Song · J. Magnes. Alloy · 2023 · 11 · 394810.1016/j.jma.2023.08.012 ↗
10. Zha · Mater. Sci. Eng. A · 2022 · 83410.1016/j.msea.2022.142598 ↗
11. Khan MD · Mater. Sci. Eng. A · 2016 · 675 · 33810.1016/j.msea.2016.08.077 ↗
12. Huang · J. Mater. Process. Technol. · 2017 · 249 · 33110.1016/j.jmatprotec.2017.06.021 ↗
13. Xin · J. Alloy Compd. · 2016 · 659 · 5110.1016/j.jallcom.2015.11.034 ↗
14. Peng · Sci. Rep. · 2018 · 8 · 210.1038/s41598-017-18521-5 ↗
15. Patel · Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. · 2019 · 44 · 37810.1080/10408436.2018.1490251 ↗
16. Liu · J. Magnes. Alloy · 2024 · 12 · 155410.1016/j.jma.2022.07.016 ↗
17. Liu · J. Mater. Res. Technol. · 2024 · 30 · 187310.1016/j.jmrt.2024.03.169 ↗
18. Liu · Mater. Sci. Eng. A · 2024 · 916
19. Liu · Corros. Sci. · 2025 · 256
20. Mironov · Acta Mater. · 2015 · 100 · 30110.1016/j.actamat.2015.08.066 ↗
21. Alavi Nia · Mater. Des. · 2014 · 58 · 29810.1016/j.matdes.2014.01.069 ↗
22. Asadi · Mater. Sci. Eng. A · 2011 · 528 · 646910.1016/j.msea.2011.05.035 ↗
23. Miller · J. Magnes. Alloy · 2022 · 10 · 304110.1016/j.jma.2022.09.006 ↗
24. Li · Acta Mater. · 2024 · 27010.1016/j.actamat.2024.119842 ↗
25. Jiang · J. Alloys Compd. · 2025 · 1045
26. Ma · Acta Mater. · 2017 · 130 · 13710.1016/j.actamat.2017.03.027 ↗
27. Ma · Acta Mater. · 2020 · 183 · 37710.1016/j.actamat.2019.11.025 ↗
28. Song · Corros. Sci. · 2012 · 63 · 10010.1016/j.corsci.2012.05.019 ↗
29. Gerashi · J. Magnes. Alloy · 2022 · 10 · 31310.1016/j.jma.2021.09.009 ↗
30. Fattah-alhosseini · J. Magnes. Alloy · 2024 · 12 · 480810.1016/j.jma.2024.11.023 ↗
31. Li · Corros. Sci. · 2024 · 24110.1016/j.corsci.2024.112524 ↗
32. Yuwono · J. Phys. Chem. C · 2016 · 120 · 2692210.1021/acs.jpcc.6b09232 ↗
33. Surendralal · Phys. Rev. Lett. · 2018 · 12010.1103/PhysRevLett.120.246801 ↗
34. Williams · Electrochim. Acta · 2016 · 210 · 26110.1016/j.electacta.2016.04.128 ↗
35. Yuwono · Corros. Sci. · 2019 · 147 · 5310.1016/j.corsci.2018.10.014 ↗
36. Würger · Sci. Rep. · 2020 · 10 · 110.1038/s41598-020-71694-4 ↗
37. Wang · J. Magnes. Alloy · 2024 · 12 · 140610.1016/j.jma.2021.12.007 ↗
38. Duan · Comput. Mater. Sci. · 2014 · 84 · 10810.1016/j.commatsci.2013.11.064 ↗
39. Wang · Trans. Nonferrous Met. Soc. China (English Ed. · 2025
40. Zhao · Corros. Sci. · 2025 · 255
41. Yu · Mater. Charact. · 2021 · 17810.1016/j.matchar.2021.111307 ↗
42. Wang · ACS Electrochem. · 2025
43. Kresse · Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater. Phys. · 1996 · 54 · 1116910.1103/PhysRevB.54.11169 ↗
44. Kresse · Comput. Mater. Sci. · 1996 · 6 · 1510.1016/0927-0256(96)00008-0 ↗
45. Wang · Comput. Mater. Sci. · 2021 · 18710.1016/j.commatsci.2020.110100 ↗
46. Wisesa · Phys. Rev. B · 2016 · 93 · 110.1103/PhysRevB.93.155109 ↗
47. Wang · Acta Mater. · 2023 · 255
48. Sun · Acta Mater. · 2023 · 24410.1016/j.actamat.2022.118562 ↗
49. Wang · Comput. Phys. Commun. · 2021 · 26710.1016/j.cpc.2021.108033 ↗
50. Dong · J. Magnes. Alloy · 2025 · 13 · 17210.1016/j.jma.2023.10.009 ↗
51. Lazanas · ACS Meas. Sci. Au · 2023 · 3 · 16210.1021/acsmeasuresciau.2c00070 ↗
52. Jia · J. Electrochem. · 2020 · 26 · 607
53. Huang · J. Magnes. Alloy · 2024 · 12 · 44310.1016/j.jma.2024.01.025 ↗
54. Ng · J. Magnes. Alloy · 2024 · 12 · 11010.1016/j.jma.2023.12.002 ↗
55. Zeng · Npj Mater. Degrad. · 2022 · 6 · 110.1038/s41529-022-00241-5 ↗
56. Lin · Phys. Rev. Appl. · 2023 · 19 · 1
57. Long · J. Magnes. Alloy · 2023 · 11 · 193110.1016/j.jma.2021.08.029 ↗
58. de Oliveira · J. Magnes. Alloy · 2022 · 10 · 299710.1016/j.jma.2022.09.024 ↗
59. Bahmani · J. Magnes. Alloy · 2022 · 10 · 260710.1016/j.jma.2022.09.007 ↗
60. Gollapudi · Corros. Sci. · 2012 · 62 · 9010.1016/j.corsci.2012.04.040 ↗
61. Mehdizade · J. Magnes. Alloy · 2025 · 13 · 408910.1016/j.jma.2025.08.017 ↗
62. Yousefpour · J. Mech. Behav. Biomed. Mater. · 2022 · 125
63. Zhou · J. Magnes. Alloy · 2020 · 8 · 9110.1016/j.jma.2020.02.001 ↗
64. Soysal · Acta Mater. · 2016 · 110 · 14910.1016/j.actamat.2016.03.004 ↗
65. Srinivasan · J. Mater. Eng. Perform. · 2025 · 34 · 924710.1007/s11665-024-10455-0 ↗
66. Wu · Acta Mater. · 2023 · 258
67. Ahmed · J. Magnes. Alloy · 2023 · 11 · 408210.1016/j.jma.2023.09.039 ↗
68. Gao · J. Magnes. Alloy · 2024 · 12 · 490910.1016/j.jma.2023.03.003 ↗