甘元超

（中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳 621999）

镁、钛等密排六方（Hexagonal close-packed，HCP）金属由于具有低密度、高比强度等优点，在航空航天、国防军事和生物医学等领域被广泛应用。这类HCP 金属作为防护结构材料时，其作用环境往往有高温、高压、高应变率、强冲击等特点。材料在这种极端条件下的变形和破坏是一个复杂的动态过程，宏观上表现为材料的形状、粒子速度和应力/应变等在短时间内发生剧烈变化，微观上则呈现出材料位错密度和织构不断变化以及产生孪晶成核、成长和退孪晶等变形机制[1]。纯镁及大部分镁合金的塑性变形机制有基面、柱面、锥面滑移和锥面孪生。在室温变形中，由于柱面和锥面滑移的临界分解剪应力（CRSS）远高于基面滑移而不易被启动，只有基面和柱面上3 个密排方向组成了2 个独立滑移系，提供垂直于c轴方向的应变，而平行于c轴方向的应变主要由锥面孪生产生，所以在HCP 金属中往往表现出较强的孪晶行为。伴随着孪晶的成核和成长，进一步促进了材料的塑性变形，并且孪晶有时也是材料的破坏源[2]。

相对于位错滑移，孪晶变形主要具有两个特点：一是孪晶变形具有极性，孪晶剪切变形只出现在一个方向上，相反方向并不发生变形，而滑移一般在两个方向都可以产生变形；二是孪晶变形会导致变形区域相对于未变形区域（一般以基体表示）成镜面对称关系，使得变形后孪晶区域的晶粒取向发生变化，这种变化可以使得变形前具有硬取向的晶粒向软取向转化，促进产生新的位错滑移以及变形孪晶，从而提升金属材料的塑性变形能力。……