锂的添加不仅降低了镁合金的密度，而且提高了其在室温下的可成形性。这些优势满足了航空业的严格要求，从而引起了对镁锂合金的高度重视。Mg-Li二元合金的晶体结构取决于Li的添加浓度。然而，低强度和差的耐腐蚀性成为其广泛应用的两个障碍。为了使Mg-Li合金达到中等强度，添加了Al，Zn和稀土（RE）元素以形成各种类型的沉淀物。除了合金化之外，微结构细化也是提高双相Mg-Li合金性能的另一种有效方法，即两相分布（相细化）是提高双相镁锂合金力学性能的有效方法。叠轧和高压扭转等剧烈塑性变形方法可以细化两相组织，但是由于成本和试样尺寸限制而难以实现工业化。虽然陆续出现了一些新方法，但是都存在一些不足之处，比较难以控两相的分布及尺寸等。

来自重庆理工大学和重庆大学的研究人员首次在室温双相镁锂合金中发现应变诱导相变（SIP）现象。研究表明：高密度应变诱导相变细化了相结构，并在不牺牲延展性的情况下极大地提高了材料的强度，可达到抗拉258MPa。相关论文以题为“Strengthening a dual-phase Mg–Li alloy by strain-induced phase transformation at room temperature”于4月1日发表在Scripta Materialia。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359646220300026

研究人员对挤压Mg-9.5Li-1Zn合金设计了两类总压下率71%的轧制方案，即在室温沿轧向轧制16道次的单方向轧制（SDR），第二种是多方向轧制16道次（MDR），每道次之间旋转45°（见图1 ）。在多方向轧制中，大大增强了应变诱导相变，并相互交叉将基体分成多个单元。多方向轧制不仅改变了应变诱导相变的密度，而且还改变了其形态。与单方向轧制样品中的应变诱导相变相比，多方向轧制产生的相变由于数量大且分布交错，有效地打破了β-Li相的连续性，β-Li相的强化可以大大提高整个样品的机械性能。单方向轧制后试样屈服强度由85MPa几乎翻了一倍成160MPa，多方向轧制则获得了约227MPa的屈服强度和258MPa的抗拉强度，而伸长率仍处于中等水平。
                           

图1SDR样品的微观结构在TD平面上轧制（a）10%；（b）30%；（c）50%；（d）SDR示意图；（e）70%；（f）ND平面上轧制；（g）MDR示意图；（h）TD；（i）ND


图2（a）初始，SDR和MDR样品沿RD，TD和45°延伸的流动曲线；（b）Mg-Li合金的力学性能

在傅立叶逆变换图中，α-Mg相的不同滑动面中的位错突出。与该应变诱导相变中的棱形滑移相比，锥面滑移很容易被激活。该结果与冷轧时初始α-Mg的变形行为相关，表明应变诱导相变的变形行为与大尺寸的α-Mg相类似。
  

图3 （a）SEM；（b）亮场；（c）在SIP上具有SAED模式的HADDF-STEM图像；（d）SAED模式的相界上的HR-TEM；（e，f）在（d）中绿色和黄色矩形；（g，h）SIP阶段内部的位错结构

分析织构发现Schmid Factor有明显区别。轧制方向的变化可能会使得在多方向轧制中不同滑移面上的位错有更多相互作用机会。随着滑移的进行，位错相互作用大大增强。随着滑移平面较大的扭折，应变诱导相变的有利位置将大大增多。

图4（a）沿RD，TD和45°轧制的β-Li的Schmid Factor；（b）沿三个方向轧制的Schmid Factor列表

总的来说，剧烈塑性变形的应变诱导部分BCC结构的β-Li相在室温下转变为HCP α-Mg相。不同滑移系统的激活对应变诱导相的形态和分布有重要影响。多方向轧制大大增强了双相Mg-Li合金中的应变诱导相变行为。β相中由应变引起的相互缠绕的相结构大大细化了相结构，并提高了双相Mg-Li合金的力学性能。