作為輕合金的潛力股，鎂合金擁有眾多優異的性能，例如比強度高、比模量大，良好的散熱性、抗震減噪性等，使其在航空航天、交通、國防軍工、電子產品等領域極具應用價值和前景。但是，一種形式的泛濫，必然造成一種形式的匱乏。要將鎂合金的價值利用起來，至今還潛藏著兩大技術難題：塑性差、綜合力學性能低。

    純鎂和大多數鎂合金都是密排六方晶體（hcp），變形機制為基面、柱面、錐面滑移和錐面孿生。室溫下，鎂合金只有基面能提供兩個獨立的滑移系，并不滿足五個獨立滑移系的最低要求，塑性變形中極易開裂。為了解決這個問題，可行的辦法是利用傳統變形過程中的輔助手段——孿生。

    一般來說，孿生過程對鎂合金塑性變形的直接貢獻很小，它的主要功能是在變形中調節晶粒取向，從而激發新的滑移和孿生；同時，孿晶之間發生相互作用產生二次孿生，進一步提高塑性。

    悉尼大學的朱素琴研究發現，當鎂合金變形速率高到一定程度時，由于變形速度快，滑移系難以啟動，強烈的應力集中使合金變形的主導機制由滑移變成孿生。在變形初期，合金中形成高密度的變形孿晶片層，如下圖所示。

    鎂合金板材中的孿晶形貌

    孿生一出，應力集中得以釋放，抑制裂紋萌生，同時在后續的變形中，孿晶片層內部會產生不穩定的高密度位錯，進而發生重排和動態回復。通過動態回復過程，孿晶中形成許多亞結構（如多邊形結構、胞狀結構等），這些亞結構十分利于動態再結晶的形核，最終得到細小均勻的大角度動態再結晶晶粒，形成超細晶組織，強度、塑性都得到提高。這樣既解決了塑性差的問題，也提高了綜合力學性能。

    由此可見，只要充分利用孿生，高性能鎂合金的廣泛應用還是指日可待的。

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責任編輯：龐雪潔

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