冶金与动力工程学院金属智能成型团队教师万鑫，近期在镁合金强塑性调控及其增强增塑机制领域取得重要进展。研究成果以“Synergization of yield strength and ductility for a dilute Mg-Zn-Nd-Ca alloy through pinned twin boundary and Guinier–Preston zone”为题在国际材料科学领域TOP期刊《Journal of Magnesium and Alloys》发表（影响因子：13.8，中科院一区）。我校冶金与动力工程学院为第一完成单位，万鑫为第一作者和通讯作者，彭鹏为共同通讯作者。

该成果设计了一种微合金化的四元镁合金 Mg-0.6Zn-0.4Nd-0.2Ca。通过施加预应变和热处理，借助溶质原子在孪晶界的偏聚以及纳米相的改性，研究了屈服强度与塑性之间的平衡关系。结果表明，锌（Zn）和钕（Nd）元素倾向于在孪晶界共偏聚，而钙（Ca）元素则单独偏聚且呈不连续分布。此外，Zn原子倾向于与Nd原子结合并优先向堆垛层错处聚集，从而形成高密度的单层 Guinier-Preston（G.P.）区。溶质原子在孪晶界和堆垛层错处的偏聚与析出，提高了孪生位错和晶格位错的摩擦应力，进而增强了强度。由于孪晶界较小的几何相容性因子（m'）以及施密特因子（SF）的不匹配性，被钉扎的孪晶界促进了从基面⟨a⟩滑移向锥面⟨c+a⟩滑移的转变。结果显示，经过预应变和热处理的试样，其屈服强度相较于初始状态的试样提高了141%，同时塑性也有适度改善。该项工作的建立为微合金化镁合金的应用提供了重要理论依据和应用价值。

（溶质原子在基面层错偏聚形成G.P.区）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jma.2025.04.027