曾小勤教授团队采用原位同步辐射方法研究稀土镁合金变形机理取得重要进展

最近，轻合金精密成型国家工程中心曾小勤教授团队在稀土镁合金变形机理研究方面取得重要进展。该研究利用基于同步辐射光源的高能X射线衍射显微术，原位追踪了Mg-3wt%Y轧制板材在拉伸变形中近千个晶粒的变形过程，发现固溶Y元素能够有效促进Mg中柱面滑移和锥面<a>滑移的开启，解释了该二元合金具有超过20%的延伸率的原因。通过对发生柱面滑移、锥面<a>滑移以及基面滑移晶粒的应力张量的逐一分析，实验测量了不同滑移系的临界分切应力(CRSS)。以这些CRSS作为参数建立晶体弹塑性自洽模型，可以很好地拟合材料的宏观拉伸行为。此外，论文还比较了每个晶粒的应力演变及取向旋转的模型预测结果与实验测量结果，发现两者定性相符但模型倾向于低估晶粒的内应力与取向旋转值。该工作对于从微观变形机理角度科学设计高塑性镁合金材料具有广泛启发意义。

图1. 高能X射线衍射显微术的工作原理（左上）、晶粒的取向与位置标定（左下）、某个晶粒的取向旋转与应力演化（右上）、晶体塑性拟合结果（右下）。

研究论文“Study of slip activity in a Mg-Y alloy by in situ high energy X-ray diffraction microscopy and elastic viscoplastic self-consistent modeling“（https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.05.065）发表在国际材料顶级杂志Acta Materialia。王乐耘特别研究员为论文第一作者，曾小勤教授和王乐耘特别研究员为共同通讯作者。论文的合作者分别来自美国阿贡国家实验室、德国亥姆霍兹材料与海洋研究中心以及上海交大机动学院。

近两年来，在丁文江院士的大力支持下，曾小勤教授团队在利用同步辐射大科学装置原位探究材料变形机理方面取得了一系列的研究成果，多篇论文发表于Acta Materalia、Scripta Materialia 等优秀期刊。