作为轻合金的潜力股，镁合金拥有众多优异的性能，例如比强度高、比模量大，良好的散热性、抗震减噪性等，使其在航空航天、交通、国防军工、电子产品等领域极具应用价值和前景。但是，一种形式的泛滥，必然造成一种形式的匮乏。要将镁合金的价值利用起来，至今还潜藏着两大技术难题：塑性差、综合力学性能低。

    纯镁和大多数镁合金都是密排六方晶体（hcp），变形机制为基面、柱面、锥面滑移和锥面孪生。室温下，镁合金只有基面能提供两个独立的滑移系，并不满足五个独立滑移系的最低要求，塑性变形中极易开裂。为了解决这个问题，可行的办法是利用传统变形过程中的辅助手段——孪生。

    一般来说，孪生过程对镁合金塑性变形的直接贡献很小，它的主要功能是在变形中调节晶粒取向，从而激发新的滑移和孪生；同时，孪晶之间发生相互作用产生二次孪生，进一步提高塑性。

    悉尼大学的朱素琴研究发现，当镁合金变形速率高到一定程度时，由于变形速度快，滑移系难以启动，强烈的应力集中使合金变形的主导机制由滑移变成孪生。在变形初期，合金中形成高密度的变形孪晶片层，如下图所示。

    镁合金板材中的孪晶形貌

    孪生一出，应力集中得以释放，抑制裂纹萌生，同时在后续的变形中，孪晶片层内部会产生不稳定的高密度位错，进而发生重排和动态回复。通过动态回复过程，孪晶中形成许多亚结构（如多边形结构、胞状结构等），这些亚结构十分利于动态再结晶的形核，最终得到细小均匀的大角度动态再结晶晶粒，形成超细晶组织，强度、塑性都得到提高。这样既解决了塑性差的问题，也提高了综合力学性能。

    由此可见，只要充分利用孪生，高性能镁合金的广泛应用还是指日可待的。

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责任编辑：庞雪洁

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