鎂及鎂合金具有密度小、燃料效率高、易于回收等優點。但強度低、延展性差使其難以滿足航空、航天與軍工等領域的迫切需求。近年來，含長周期堆垛有序結構(LPSO)的Mg-RE-Zn系鎂合金由于突出的室溫與高溫力學性能引起了人們廣泛的關注。經塑性變形(如擠壓、軋制、壓縮、等通道轉角擠壓等)，Mg-RE-Zn系鎂合金的抗拉強度可達500 MPa以上。Mg-RE-Zn系變形鎂合金優異的力學性能主要得益于LPSO的綜合強化效果，包括LPSO扭折強化、LPSO纖維強化、LPSO體積強化、細晶強化與析出強化等。其中，動態再結晶(DRX)不僅可以細化晶粒，還可軟化合金，是提升鎂合金強韌性的主要原因之一。LPSO在塑性變形過程中會發生扭折、破碎、溶解、析出等一系列演變行為，易造成基體內位錯的產生、聚集、重組及消失，嚴重影響動態再結晶的形核與生長。然而，對于LPSO相在動態再結晶過程中所起的作用以及誘發的再結晶機制尚未明晰。此外，細小再結晶晶粒中的精細納米LPSO片層析出可顯著阻礙位錯運動，是一種新的強化機制。然而，關于納米LPSO片層的動態析出行為細節尚不清楚，仍有待進一步闡明。

針對以上問題，中北大學趙宇宏教授課題組柳偉博士等人研究了400 °C時不同擠壓速度(V_e=0.4，0.8，1.0，1.2 mm/s)與不同擠壓角度(α=30°，60°，90°)條件下制備的熱擠壓Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅合金中LPSO結構、動態再結晶及力學性能變化規律，提出了18R-LPSO相激發的不連續動態再結晶機制(DDRX)與14H-LPSO相激發的連續動態再結晶機制(CDRX)，闡明了14H-LPSO相的動態溶解-再析出機制，為Mg-RE-Zn系鎂合金的變形強韌化提供了理論依據。

首先，本文系統地研究了擠壓速度(V_e)與擠壓角度(α)對Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅鎂合金微觀組織的影響規律。如圖1所示，熱擠壓態Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅鎂合金均發生了完全再結晶現象。然而，再結晶晶粒尺寸隨擠壓速度的降低而減小，而隨擠壓角度的增大而增大。此外，在所有擠壓條件下，塊狀18R-LPSO均沿擠壓方向排列，且呈拉長的纖維狀。

圖1 不同擠壓速度和擠壓角度下熱擠壓Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅鎂合金的OM微觀組織 

其次，通過對熱擠壓Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅鎂合金過渡段的精細表征(圖2與圖3)發現：①隨變形應變增加，18R-LPSO相界面產生起伏現象，形成鋸齒狀界面，引起位錯滑移、重組、消失，從而促成動態再結晶的形核與長大；②隨變形應變增加，14H-LPSO相發生扭折變形，導致α-Mg基體內取向發生轉變，位錯密度增加，促使扭折帶邊界處的小角度晶界(LAGBs)向大角度晶界(HAGBs)的連續轉變，從而形成動態再結晶。提出了18R-LPSO相激發的不連續動態再結晶機制(DDRX)與14H-LPSO相激發的連續動態再結晶機制(CDRX)。

圖2 熱擠壓Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅鎂合金過渡段組織演變過程EBSD分析結果

圖3 熱擠壓Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅鎂合金過渡段組織演變過程SEM分析結果 

最后，重點研究了熱擠壓過程中14-LPSO的動態溶解與再析出行為，如圖4、圖5與圖6所示。結果發現，隨變形應變增加，原有層片狀14H-LPSO相動態溶解，促使α-Mg基體中Y和Zn原子濃度增加，這種高濃度為納米精細狀LPSO結構的析出提供了化學有序。同時，伴隨位錯運動與溶質原子擴散，Y和Zn原子一旦擴散到層錯上，并符合結構有序，就會在再結晶晶粒中以臺階生長機制析出大量的精細24R、18R和14H復合LPSO結構。提出了14H-LPSO相的動態溶解-再析出機制，為Mg-RE-Zn系鎂合金的變形強韌化提供了新理論。

圖4 細小再結晶晶粒中的LPSO結構形核核心

圖5 再結晶晶粒中的24R與18R復合LPSO結構

圖6 再結晶晶粒中的14H與24R復合LPSO結構

綜上所述，本文通過探究不同熱擠壓條件下Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅鎂合金的組織演變規律與力學性能，提出了18R-LPSO相激發的不連續動態再結晶機制(DDRX)與14H-LPSO相激發的連續動態再結晶機制(CDRX)，闡明了14H-LPSO相的動態溶解-再析出機制，分析了含LSPO結構Mg-Y-Zn變形合金的強韌化機理，為高強高韌變形鎂合金的制備與開發提供了理論依據。

聲明：以上所有內容源自各大平臺，版權歸原作者所有，我們對原創作者表示感謝，文章內容僅用來交流信息所用，僅供讀者作為參考，一切解釋權歸鎂途公司所有，如有侵犯您的原創版權請告知，經核實我們會盡快刪除相關內容。鳴謝：鎂途公司及所有員工誠摯感謝各位朋友對鎂途網站的關注和關心，同時，也誠摯歡迎廣大同仁到網站發帖