伴随着交通运输、航空航天和国防军工等领域重大装备运行速度和工作效率逐渐提升的需求，迫切需要对机械结构进行减重，同时保证轻质结构的使役安全和可靠性，故深入理解结构件在使役过程中性能对微结构的响应规律尤为重要。然而，早期关于新型轻质结构材料性能的研究比较局限，相关机理性认识还很不完善，且大多侧重于某一特殊性能如强度、塑性和耐蚀性等，难以指导适用于提升构件综合使役性能的加工处理工艺制定和优化，很大程度上限制了新型轻质结构的应用和损伤与断裂理论的进一步发展。
围绕上述难题，课题组研究人员深入开展了轻质金属材料使役行为与微结构演变之间的关联性研究。在轻质金属材料单一性能对微结构的响应规律方面，课题组研究人员发现双相镁锂合金的抗腐蚀性能随着轧制比的增加而降低，主要归因于α-Mg/β-Li基体相界面处发生的电偶腐蚀与β-Li表面形成基体相Li2CO3膜的防护作用之间的竞争机制【J Magnes Alloys, 2021; 9: 560】；揭示出镁锂合金存在负差数效应随着锂含量的增加而减弱，主要归因于因锂含量增加所形成β-Li基体相表面所形成Li2CO3膜层具有强的腐蚀防护效果。【J Mater Sci & Technol, 2020; 57: 138】；揭示出氢化物的形成不仅会引起双相钛合金出现氢脆现象【Mater Sci Eng A, 2021; 802: 140448】，还会增加合金对点蚀发生的敏感程度，主要归因于氢化物的形成会降低基体相对腐蚀抗力并显著破坏产物膜对基体的腐蚀防护能力【J. Mater. Sci. Technol, 2021; 60: 168】。在轻质金属材料综合性能对微结构的响应规律方面。揭示出锂含量的增加不仅有利于镁锂合金塑性的提高，同时促使了合金表面高效防护膜层的形成，可显著提升合金的耐蚀性，弱化腐蚀各向异性【J Mater Sci & Technol, 2020; 53: 102.】及负差数效应【J Mater Sci & Technol, 2020; 57: 138.】。阐明胞状准晶相结构的形成可有效抑制镁锂合金的塑性失稳现象【J Magnes Alloys. doi.org/10.1016/j.jma.2021.08.030】，其机制主要为胞状结构准晶界面可作为壁垒对位错运动起到有效的钉扎作用，并能阻碍锂的扩散。最终，成功研制出密度仅为1.5-1.65g/cm3、抗拉强度可达380MPa（其值为传统镁锂合金的2倍以上）的新型准晶强化高性能镁锂合金材料【见图1】；
