镁合金具有密度低、比强度高、电磁屏蔽性能好等优势,是汽车及航空航天等领域极具潜力的轻质金属材料。强度和塑性是衡量其性能的重要指标,然而强度与塑性往往呈倒置关系,对金属材料进行构型设计成为了解决这一问题的有效途径。本文将制备具有不同再结晶比例双模组织的Mg-0.92Al-0.16Ca-0.67Mn（wt.%）镁合金作为模型材料,从局域应变的角度阐明不同再结晶比例的双模组织对镁合金的塑性变形及断裂行为的影响机理,揭示近层状双模镁合金的强韧化机制。研究表明,挤压比的增大和挤压温度的升高均会增大合金中的再结晶晶粒比例。挤压态合金中形变晶粒发生了连续性转动,同时在其内部存在许多小角度晶界,说明挤压过程中的再结晶机制为连续动态再结晶机制。采用退火处理可以有效调控挤压态合金中的再结晶比例,进而得到形变晶粒比例分别为60%、48%和34%的镁合金棒材,与另外两种比例的合金相比形变晶粒占比34%的退火态合金实现了强度与塑性的协同提升。通过数字图像相关技术对不同再结晶比例的合金在拉伸变形过程中的局域应变演化进行分析,发现双模组织会显著影响材料的变形行为,通过调控再结晶晶粒的比例可以增强样品拉伸过程中应变集中区域转移的能力,进而延缓样品内部的局部塑性失稳,因此,形变晶粒比例为34%的退火态合金综合力学性能最佳,抗拉强度为325MPa、断裂延伸率为8.8%。此外,具有双模组织的材料在拉伸变形过程中具有如下特点,一是形变晶粒处局部应力足够大,使位错滑移开动,进而同时起到了强化合金和缓解应变局域化的作用;二是应变集中和传递易产生在周围被硬取向包裹的软取向晶粒处,使应变集中区域不断转移。基于金相和三维X射线断层扫描技术对不同再结晶比例合金的断口进行分析,发现形变晶粒占比34%的退火态合金表现出更高的裂纹容忍性,再结晶晶粒会使裂纹尖端发生钝化,使裂纹路径发生偏转,延长裂纹扩展路径,进而提高其塑性。