【观 点】

日本开发的镁合金（LPSO-Mg合金）由Mg基体和长周期堆叠结构（LPSO）相组成，虽然重量轻，但据说单位密度强度是钢中最强的。与马氏体钢相当。未来有望应用于飞机、汽车零部件等领域。

高温挤压是镁合金的一种加工方法，大大提高了LPSO-镁合金的强度。然而，强度增加的机制尚未阐明。

因此，利用J-PARC的高强度中子，对高温挤压LPSO-Mg合金在拉伸过程中进行了“原位中子衍射实验”，研究了拉伸变形过程中各成分相的行为。结果发现，通过高温挤压加工，构成合金的Mg和LPSO相的强度均得到提高。

研究发现，Mg 和 LPSO 相的微观结构发展因挤压条件而异，这极大地影响了整个 LPSO-Mg 合金的强度和延展性。

通过高温挤压等工艺控制Mg和LPSO相的结构将为镁合金的未来发展提供重要指导。

【概要说明】

日本原子能机构（理事长：大口正则，以下简称JAEA）研究主任Harjo Stefanus、研究主任龚武、研究员相泽一也、研究副主任川崎卓郎、熊本大学（理事长小川）山崎智明教授领导的研究小组Hisao等人（以下简称熊本大学）阐明了通过高温挤压加工大幅提高高强度镁合金（Mg97Zn1Y2合金；以下简称LPSO-Mg合金）强度的机理。测量中，使用了J-PARC材料与生命科学实验设施（MLF）中安装的高性能工程材料衍射仪TAKUMI（以下简称TAKUMI）。通过“原位中子衍射实验”进行了分析”。熊本大学开发的高强度LPSO-Mg合金在镁基体中含有一种称为LPSO相的相（以下简称Mg相）（图1（a））。

热挤压在高温下施加压力，提高了 LPSO-Mg 合金的强度。因此，有望用作飞机、汽车等的结构材料。据推测，强度提高的原因之一是在高温挤压加工过程中，LPSO相中引入了一种称为扭结带注1的结构。然而，到目前为止，尚不清楚LPSO-Mg合金的组成相在进行高温挤压加工时如何表现。因此，为了阐明高温挤压加工强度增加的机理，我们制备了不同挤压比的高温挤压LPSO-Mg合金，并进行了“原位中子衍射实验”，同时进行了每个拉伸变形。我们观察了 的组成相所产生的响应。中子衍射非常适合观察整个样品的每个组成相的原子排列的平均值。此外，利用J-PARC的高强度中子和实验设备，可以在与正常变形试验相同的条件下进行原位中子衍射实验。

该成果将发表在2023年8月15日出版的英国科学期刊《Acta Materialia》上。

【下一步部署】　

高强度 LPSO-Mg 合金中发生的上述现象被认为为传统合金设计提供了新的指导。到目前为止，我们只关注宏观力学性能和组成相的平均相应力，但这一结果表明，除了这些之外，我们还应该关注特定组成相内结构形态的个体应力。在镁合金中，通过调整变形组织中Mg相和再结晶组织中Mg相的比例和形貌，形成多峰组织，可以进一步提高强度和延展性。这被认为为未来开发不依赖于LPSO相等第二相的单相合金提供了很好的指导。

新闻稿译文