傳統的預變形+時效處理工藝可以顯著提高鎂合金的強度。本文發現在扭轉變形之前先進行時效處理的工藝能夠更有效提升Mg-Al合金性能，試樣抗拉強度由157MPa提高至230MPa。改變了傳統的預變形+時效強化方法，為后續研究提供更多種可能。

作為最輕的金屬結構材料，鎂合金在航空航天和汽車工業中前景廣闊。近年來許多研究致力于改善其強度，延展性，疲勞和蠕變等性能，以適用更廣泛的應用。研究發現，預變形+時效處理可以顯著提高鎂合金的強度。這主要歸因于預變形階段引入了大量孿晶，可以促進時效過程的連續析出。

扭轉變形是一種簡單有效且低成本的梯度組織生成工藝，近年來扭轉變形和隨后熱處理相結合的工藝用以改善鎂合金的組織性能。先時效后扭轉變形的工藝也發現有助于增強Mg合金，但具有不同的微觀結構機制，此時主要機制是變形能夠減小動態再結晶晶粒尺寸并提升析出粒子含量，從而起到細晶強化和析出強化。但是，關于先時效后扭轉變形對鎂合金力學性能的影響機理尚不明確。

為此，重慶大學辛仁龍團隊等人采用在扭轉變形之前先進行時效處理的工藝（SAT）研究了AZ91合金的組織性能，試樣抗拉強度由157MPa提高至230MPa。相關論文以題為“Improving mechanical properties of an AZ91 alloy by properly combining aging treatment and torsion deformation”近日發表在Materials Science and Engineering A。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509320302422

研究人員對不同扭轉變形和時效處理工藝的樣品進行了系統的微觀結構分析。發現對AZ91樣品進行變形和時效處理的順序顛倒會顯著影響其力學性能。與經受扭轉前變形和隨后時效處理的樣品相比，經受峰值時效和隨后扭轉變形的樣品具有更高的強度。這證實了先時效后變形是增強Mg-Al合金機械性能的有效方法。這主要歸因于析出物與位錯/孿晶邊界（TBs）之間的相互作用；由于引入了梯度微結構，硬度從試樣心部到表面都增加了。

圖1 固溶處理AZ91合金的組織表征

圖2 各種樣品的真實應力和真實應變曲線。（a）拉伸，（b）壓縮

由于與孿晶邊界的相互作用，一些析出物顯示出不規則的形狀。孿晶中析出物的OR與α-Mg為(0001)t?6°//(-11-2)β和[2-1-10]t//[-111]β。基質中的析出物通常具有Burgers OR，但由于大量位錯的存在，該OR略有偏離。原始樣品由于孿晶的激活而略有變化，而SAT（扭轉前時效）樣品幾乎沒有發生變化，因為先前存在的析出物阻礙了孿晶。

圖3（a）SAT樣品的TEM圖像，（b-c）是從（a）中的相應標記區域獲取的SAED模式。M，P，T分別表示基質，沉淀物和孿晶

圖4 典型的沉淀物（a）SAT樣品的TEM圖像，（b-c）是取自（a）中相應標記區域的SAED模式。M，P，T分別表示基質，沉淀物和孿晶

總的來說，本文亮點在于發現先時效處理，后扭轉變形的工藝能更加有效地強化可時效硬化的Mg-Al合金。改變了傳統的預變形+時效強化方法，為后續研究提供更多種可能。（文：33）

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