织构对镁合金力学性能的作用规律研究(6)
（3） 锥面滑移系：镁合金中的锥面滑移分为<a>位错滑移和<c+a>位错滑移，<a>位错锥面滑移一共可提供四个独立的滑移系，但从晶体学角度分析可将其看成是基面和棱柱面之间交滑移的结果，并不能提供新的独立的滑移系。
1.2.4.2 孪生机制
除滑移外，镁台金塑性变形的另一种方式就是孪生[13]。孪生是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面（称为孪生面）和一定的晶向（称为孪生方向）发生均匀切变的过程。切变区的宽度较小，在金相显微镜下通常呈带状或凸镜状，称为孪晶带。孪生变形后，晶体的变形部分与未变形部分构成了镜面对称关系，镜面两侧晶体的相对位向发生了改变。
孪生的开动的原因是在柱面滑移和柱面滑移系的临界剪切应力（CRSS）比较大，在变形过程中尤其是室温时很难开动，而孪生临界切应力小，切变量也小。
镁合金中主要的孪生机制是{10 2}。
在金属塑性变形过程中，孪生本身对晶体塑性变形的直接贡献并不大，但孪生的作用在于调整晶体的的取向并释放应力集中，激发进一步的滑移，使滑移和孪生交替进行，这样就可以获得较大的变形。J.Koike[14]等对细晶镁合金变形机理的研究表明，在塑性变形过程中由于仅通过位错发散难以获得有效的调节，于是孪生可以作为一种附加的调节机理。研究表明[15]，孪生（及高次孪生）在合金的塑性变形中起着非常重要的作用，具体为：孪晶改变了晶粒取向，使不利于滑移或孪晶的晶体学取向变得有利；使晶界可以较好地满足相邻晶粒之间的弹性应变不相容性；孪晶之间的反应生成二次孪晶，提高合金的整体塑性；释放局部应力，减小裂纹形核，并且钝化裂纹尖端，阻碍裂纹的扩展。因此从微观上讲，合金塑性的改善可以从优化形变孪晶的形态来考虑。而依靠孪生来弥补镁合金滑移系少、塑性各向异性强的缺陷是非常困难的，要充分满足多晶体均匀塑性变形的条件，必须通过晶粒细化或动态再结晶，利用晶界滑动来协调镁合金的塑性变形。
1.3 影响塑性变形行为的主要因素
不论是滑移系还是孪晶，其本身都是位错的作用。为了从根本上揭示镁合金塑性变形的特点和规律，许多研究者就关注于镁及其合金中位错理论和塑性变形行为之间的关系。塑性具有结构敏感性，与材料的组织和结构密切相关。材料的组织包括晶粒尺寸、织构等。
1.3.1 织构
变形镁合金的性能通常比铸造镁合金好，一般认为这是因热成形后组织均匀，晶粒细化，并消除了铸造缺陷的缘故。然而，相同晶粒尺寸，不同变形工艺的样品性能测试显示了很大差异[16-17]，这说明，织构对热成形镁合金的强度贡献很大。
变形织构的类型和组分随塑性变形模式不同而不同。由于镁合金复杂的变形机理，其滑移和孪生模式受变形温度、变形速率、应力状态等外部因素及合金元素、晶粒尺寸与分布等内部因素的综合影响，因此与Al、Fe等立方金属相比，具有HCP结构的镁合金类型和形成机理更加复杂。镁合金中如果形成织构，室温时将呈现明显的各向异性，对材料的力学性能和后续加工成形能产生很大的影响，织构特征能定量反应变形过程中材料微观结构的演变规律。
大量研究表明[18-20]，在挤压、拉拔和单向压缩等塑性变形过程中，镁合金形成特殊的基面纤文织构，即(0001)基面平行于挤压(拉伸)方向(ED)或垂直于压缩方向，如图1.5(1)所示。对于挤压棒材，由于应力和应变为轴对称状态，基面平行于挤压方向，具有这种织构特征的晶粒取向自由度较大，晶粒可以围绕挤压方向发生360°转动；对于挤压板材，其应力和应变不对称，基面平行于挤压板表面，晶粒的取向自由度减小。