镁合金是密度最低的金属结构材料，它具有比强度高、比刚度大、电磁屏蔽性能优异等突出特点，在航空航天、交通运输、电子信息等减重需求迫切领域具有广泛的应用前景。但是，镁合金具有密排六方（HCP）晶体结构，在室温变形条件下独立的滑移系少，其室温塑性变形主要由临界分切应力最低的{0001}<11-20>基面滑移和{10-12}<10-11>拉伸孪晶承担，导致其绝对强度和室温塑性都较低，这严重阻碍了镁合金作为高性能结构材料的广泛应用。根据经典的Hall-Petch关系，通过晶粒细化可大幅提高金属材料的力学性能，但是镁合金由于其熔点低、变形能力差，其晶粒细化存在困难。因此，目前关于晶粒尺寸（尤其是当晶粒尺寸小于1μm时，即超细晶）对Mg及Mg合金力学性能的影响规律尚不清楚。 近日，北京航空航天大学与日本京都大学、大阪大学以及日本国立材料研究所的研究人员采用剧烈塑性变形技术，成功的在大范围内调控了商业纯Mg的晶粒尺寸（从亚微米到数十微米范畴）。系统的力学性能测试和详细的微观组织观察表明，晶粒尺寸对纯Mg的变形机制和宏观力学性能具有重要影响。特别地，晶粒尺寸为0.65μm的超细晶纯Mg在室温准静态拉伸速率下的延伸率高达60%以上，这是因为晶界滑移取代位错滑移和变形孪晶，成为其主导的塑性变形机制。 相关论文以“Transition of dominant deformation mode in bulk polycrystalline pure Mg by ultra-grain refinement down to sub-micrometer”为题，于今天（7月28日）在线发表在金属材料领域顶级期刊Acta Materialia上。北京航空航天大学材料科学与工程学院的郑瑞晓副教授是论文的第一作者。北航的郑瑞晓副教授，大阪大学的S.Ogata教授以及京都大学的N.Tsuji教授是该论文的共同通讯作者。 论文链接（开放获取）：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.07.055