宋波副教授、刘婷婷老师等在镁合金领域取得系列进展
镁合金因其密度低、阻尼性能好、可回收等优点，成为继钢铁、铝合金之后的第三大金属工程材料。在航空航天、轨道交通、电子信息以及生物医用材料领域展现出广阔的应用前景。然而，镁合金存在室温强度低、塑性加工难等问题，成为制约其大规模应用的瓶颈。
塑性变形可以引入晶体缺陷且引起晶格取向的改变，进而成为调控镁合金力学性能的重要方法。传统塑性加工技术是目前开发变形镁合金的主要方式。针对高强/高成形性镁合金的开发，国内外研究学者发展了一系列新型塑性加工技术（如剧烈塑性变形和不对称轧制/挤压等）。我院新金属功能材料团队宋波副教授等人研究发现，低成本的简易塑性变形（如单轴拉/压、自由端扭转、连续弯曲、低应变轧/锻等）也可以有效地调控镁合金的组织和性能。由于这些变形方式简单、高效，一经报道便引起许多业内学者的关注。此外，刘婷婷老师在“镁合金固溶强化增塑”的理论计算及合金开发方面也做了大量的工作。相关论文发表在《Journal of Magnesium and Alloys》、《Journal of Materials Science & Technology》、《Scripta Materialia》、《Materials Science and Engineering：A》、《Materials & Design》等材料领域著名期刊上。
近来，我院新金属功能材料团队宋波副教授、刘婷婷老师、郭宁副教授和郭胜锋教授等人总结了组内及国内外最新研究成果，相继在材料领域著名期刊发表系列综述文章。
代表性成果一：
B. Song, Q. Yang, T. Zhou, L. Chai, N. Guo, T. Liu, S. Guo, R. Xin, Texture control by {10-12} twinning to improve the formability of Mg alloys: A review, Journal of Materials Science & Technology, 2019, 35(10), 2269-2282. 特邀综述
织构控制是开发高性能镁合金板材的关键技术。{10-12}孪生变形在镁合金中极易启动且可以产生~86.3°的晶格旋转。因此，{10-12}孪生变形成为调控变形镁合金织构的有效方法。此外，近来的研究证实孪生变形引起的织构改变可以极大地提升镁合金板材的延展成形性。该综述阐述了孪晶取向产生的微观机制及影响因素，总结了预制孪晶的加工技术，讨论了孪晶取向调控对成形性能的影响。
（JOM：10.1007/s11837-019-03894-x）
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1005030219301914
代表性成果二：
T. Liu, Q. Yang, N. Guo, Y. Lu, B. Song, Stability of twins in Mg alloys – A short review, Journal of Magnesium and Alloys, 2020, 8(1), 66-77.
预制孪晶结构可以有效地提升镁合金的塑性成形性。然而，预制孪晶在进一步变形时可能发生长大或收缩，并可能在热效应下通过再结晶而消除。因此，预制孪晶对随后塑性成形性的影响极大地依赖于孪晶结构的稳定性。该综述总结了镁合金中孪晶结构稳定性方面的研究进展。重点分析了最常见的{10-12}拉伸孪晶结构的应力稳定性和热稳定性，以及内应力、晶体缺陷、溶质偏聚、孪晶-位错交互作用对应力稳定性的影响规律。此外，也简单讨论了压缩孪晶和双孪晶的稳定性。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956720300190
代表性成果三：
B. Song, J. She, N. Guo, R. Qiu, H. Pan, L. Chai, C. Yang, S. Guo, R. Xin. Regulating precipitates by simple cold deformations to strengthen Mg alloys: A review. Materials, 2019, 12(16), 2507.
析出相的调控是开发高强度镁合金的关键。利用冷变形产生的高密度晶体缺陷可加速元素扩散并增加异质形核的位置。因此，预冷变形可通过促进析出相的形核来增强析出强化的效果。此外，冷变形可以引起基体取向的改变，进而成为调控析出相取向的可行方法。该综述基于Mg-Al、Mg-Zn和Mg-RE系合金系统阐述了冷变形对镁合金析出行为的影响，探讨了析出特征改变对力学性能及强韧化机理的影响。
论文链接：https://www.mdpi.com/1996-1944/12/16/2507
代表性成果四：
刘婷婷，潘复生. 镁合金“固溶强化增塑”理论的发展和应用. 中国有色金属学报 2019, 29 (9): 2050-2063. （庆祝新中国成立70周年特刊）特邀综述
“镁合金固溶强化增塑”合金设计理论是开发高强高韧镁合金的重要方法。研究发现某些特定原子固溶在镁中既能阻碍基面位错滑移提高强度，又能通过缩小基面与非基面滑移阻力差距促进非基面滑移开启而改善塑性，达到同时提高镁合金强度和塑性的目的。该论文从“固溶强化增塑”合金设计理论的思路、理论计算、实验验证以及工程应用等几个方面进行了总结评述。
论文链接：http://www.ysxbcn.com/paper/paper_320168.html
以上研究得到了国家自然科学基金、重庆市自然科学基金、中央高校基本业务费等项目的资助。