哈工程张景怀团队顶刊：揭示高塑性异质结构镁合金的变形机理

室温下成形性差是限制镁合金应用的关键问题。成形性与大的加工硬化能力和高的拉伸伸长率密切相关。

在此，哈尔滨工程大学张景怀团队开发了一种具有异质晶粒的 Mg-3Al-1Zn-0.4Mn (wt%) 合金，极限抗拉强度 (UTS) 和屈服强度 (YS) 的差值很大(UTS-YS: 164 MPa) ，并且具有良好的伸长率（22%）。

研究发现，大小晶粒的不均匀变形主要受晶粒间尺寸差异的影响，而非织构的影响。高应变硬化归因于由于不均匀的微应变在大晶粒和小晶粒之间的晶界处堆积了几何必要的位错。随着拉伸应变的增加，非基底位错的比例大大增加，有助于提高延展性。因此，提出了一种通过引入异质晶粒结构来提高镁合金可成形潜力的新策略。

相关研究成果以题“Unveiling the deformation mechanism of highly deformable magnesium alloy with heterogeneous grains”发表在国际著名期刊Scripta Materialia上。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359646222004584

图1 (a) 合金拉伸曲线;(b)UTS YS和伸长率分布图;(cd) EBSD。

图2 织构图。

图3。变形及滑移分析

图4。H-AZ31合金的GB滑动分析

图5 透射分析

总之，制备了具有高加工硬化能力（UTS-YS：164 MPa）和高延伸率（~22%）的 H-AZ31 Mg 合金，这显示出比其他 AZ31 合金具有更高成形性的潜力。晶粒尺寸差异而不是织构导致塑性变形过程中的微应变不均匀。大晶粒和小晶粒之间的 GB 处的 GND 堆积是高加工硬化的原因。异质晶粒引起的变形过程中非基底位错的显着增加有助于提高延展性。不幸的是，H-AZ31 合金的 YS 相当低。将类似的异质结构引入高强度镁合金有望开发出更理想的具有良好成形性的高性能镁合金。

本文来自“材料基”。