密排六方（HCP）结构镁合金的细晶强化表现出显著的取向依赖性。然而，目前仍不清楚细晶强化作用的强取向相关性是否为HCP金属所共有的属性以及其他HCP金属的细晶强化是否也存在取向相关性？针对以上问题，先进轻质高性能材料研究中心信运昌教授团队以具有不同织构的纯钛板材和棒材为研究对象，系统地研究了初始取向对纯钛Hall-Petch关系的影响。结果表明初始取向对纯钛的k值有显著影响，即沿板材横向拉伸k值（188 MPa μm^1/2）远低于沿板材轧向拉伸、沿棒材锻造方向拉伸和压缩的k值，分别为358 MPa μm^1/2，369 MPa μm^1/2和397 MPa μm^1/2。结合晶体塑性有限元模拟（CPFEM）和Eshelby模型研究了纯钛细晶强化取向依赖性的机制。结果表明该取向相关性是一种尚未报道的新机制，即取向导致变形传递模式转变导致晶界强化的取向相关性。沿横向拉伸时启动多滑移的晶粒数远多于其他加载条件下启动多滑移的晶粒数，多滑移的发生将导致晶界附近应力集中降低，进而降低晶界强化效应。研究结果以“The mechanism for an orientation dependence of grain boundary strengthening in pure titanium”为题发表在力学领域知名国际期刊《International Journal of Plasticity》上，管博博士为论文第一作者，信运昌教授为论文的通讯作者。论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2022.103276。

表1 板材RD拉伸、板材TD拉伸、棒材SD拉伸和棒材SD压缩的Hall-Petch参数。

图1 RD拉伸和TD拉伸晶界附近分切应力的分布及拟合Eshelby模型所得的K值：（a）第1组的模拟和（b）第2组的模拟。