室溫下成形性差是限制鎂合金應用的關鍵問題。成形性與大的加工硬化能力和高的拉伸伸長率密切相關。

在此，哈爾濱工程大學張景懷團隊開發了一種具有異質晶粒的 Mg-3Al-1Zn-0.4Mn (wt%) 合金，極限抗拉強度 (UTS) 和屈服強度 (YS) 的差值很大(UTS-YS: 164 MPa) ，并且具有良好的伸長率（22%）。

研究發現，大小晶粒的不均勻變形主要受晶粒間尺寸差異的影響，而非織構的影響。高應變硬化歸因于由于不均勻的微應變在大晶粒和小晶粒之間的晶界處堆積了幾何必要的位錯。隨著拉伸應變的增加，非基底位錯的比例大大增加，有助于提高延展性。因此，提出了一種通過引入異質晶粒結構來提高鎂合金可成形潛力的新策略。

相關研究成果以題“Unveiling the deformation mechanism of highly deformable magnesium alloy with heterogeneous grains”發表在國際著名期刊Scripta Materialia上。

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

圖1 (a) 合金拉伸曲線;(b)UTS YS和伸長率分布圖;(cd) EBSD。

圖2 織構圖。

圖3。變形及滑移分析

圖4。H-AZ31合金的GB滑動分析

圖5 透射分析

總之，制備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，這顯示出比其他 AZ31 合金具有更高成形性的潛力。晶粒尺寸差異而不是織構導致塑性變形過程中的微應變不均勻。大晶粒和小晶粒之間的 GB 處的 GND 堆積是高加工硬化的原因。異質晶粒引起的變形過程中非基底位錯的顯著增加有助于提高延展性。不幸的是，H-AZ31 合金的 YS 相當低。將類似的異質結構引入高強度鎂合金有望開發出更理想的具有良好成形性的高性能鎂合金。