
省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室劉德學教授團隊,在鎂合金強塑性調控及其變形機制領域取得重要進展,相關成果以題為“Achieving high strength-ductility synergy in Mg-6Sn-3Zn-0.3Zr (wt.%) alloy via a combination of casting, pre-treatment and hot extrusion”在線發表于國際材料科學領域TOP期刊《Journal of Magnesium and Alloys》(影響因子:17.6,中科院一區),該期刊位居全球SCI收錄的79種冶金與冶金工程類期刊第1位。論文第一作者為材料科學與工程學院博士生周田水,通訊作者為劉德學教授。省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室、材料科學與工程學院為第一通訊單位。
研究工作基于新材料設計理念和處理工藝成功開發了一類室溫下抗拉強度(UTS)超過300 MPa,塑性延伸率(El.)接近30%的Mg-Sn-Zn-Zr合金。通過均勻化和時效前處理工藝調控第二相析出并由此誘發晶粒形核(PSN)促進動態再結晶過程(C/ DDRX)細化合金晶粒。熱變形后幾何必需位錯密度(GNDs)增加提升了合金的強度,并形成隨機分布的弱變形織構,有效避免了因應力集中導致的變形失效;同時形成穩定的Mg/Mg2Sn共格界面(coherent interface),避免裂紋等缺陷的產生,優化合金的塑性。細晶強化、超細第二相誘發的沉淀強化及高密度的GNDs強化均有效提升了合金的強度;織構弱化/隨機分布、晶粒細化和共格界面又同時保證了合金優異塑性。研究工作有望拓展鎂及鎂合金作為新一代工程結構材料和功能材料的應用領域。

該項工作得到了國家自然科學基金(12162023)、甘肅省重點人才項目、甘肅省基礎研究創新群體及“蘭州理工大學優秀博士學位論文培育計劃”等項目資助。課題組相關研究工作此前榮獲JMA2022年度綜合貢獻獎。(撰稿:周田水,審核:石玗)