镁基合金是一种理想的轻质结构材料,被广泛应用于电子行业,运输车辆和医疗器械等领域。金属镁为六角密排结构,因其滑移面较少,塑性力学性能较差,需通过合金化调控其力学性能。实验研究初步发现,金属钪是镁合金bcc相的稳定化元素。在低温下,β-MgSc合金发生应力诱导的马氏体相变（Martensitic Transformation,MT）,还具有超弹性。但是Ogawa等给出的马氏体相变前后X射线衍射（X-Ray Diffraction,XRD）图谱的角度范围很窄,仅猜测MgSc合金的超弹性行为与β相Ti合金类似,因而MgSc的MT相变机理目前并不清楚。本工作从理论计算的角度,探索MgSc合金应力诱导的马氏体相变机理,为开发形状记忆功能材料提供有益的参考。本文基于密度泛函理论的EMTO-CPA方法研究了MgSc合金hcp相（α相）和bcc相（β相）在高对称轴方向的理想拉伸强度（Ideal tensile strength,ITS）,讨论合金在不同晶向上的理想拉伸强度随应变和组分的变化规律。同时,系统分析单晶MgSc合金β相及相应的马氏体相平衡性质,理清应力诱导马氏体相变机理。计算结果表明,随着Sc组分的增加,MgSc合金的ITS在β相的[001]β,[110]β和[111]β方向以及α相[0001]α方向上均显著增加,表明Sc合金化对Mg的稳定化效果显著。其中,[001]β方向是抗拉伸最弱的方向,表明在应力载荷初始阶段bcc相力学性能不稳定,这也是bcc相亚稳定性的根源。沿[110]β方向的理想强度最大,延展性也优于[001]β和[111]β方向。当Sc组分从15 at.%增加至25 at.%时,[001]β方向的ITS增加了约25%,[110]β和[111]β方向的ITS分别增加了约10%和9%;而α相MgSc合金中,在Sc组分从10 at.%增加至25 at.%时,ITS增加了约13%。为了从原子成键本质上了解平衡结构与ITS点的力学性能,计算了β相和α相MgSc合金的总的态密度（density of state,DOS）和各电子对应的分波态密度（partial density of state,PDOS）。费米面处的价电子状态主要来源于Mg原子p和d轨道上的电子状态和Sc原子d轨道上的电子状态,而Mg的s和Sc的s和p轨道上的电子贡献很小。在邻近-0.1Ry时,Sc的d电子明显增大,即Sc元素d电子的引入,增强了MgSc合金体系中的原子键合。基于实验发现,为了理清应力诱发马氏体相变机理,系统分析了单晶MgSc合金β相及相应的正交（orthorhombic,α（?）相,空间群Cmcm）马氏体相平衡性质。计算得到了在拉伸应力作用下MgSc合金马氏体相变的应变临界点,发现合金相变能量势垒随Sc组分增加而减小。发生β→α（?）ABAB和β→α（?）ABAC的相转变时,相变能垒ΔEα’→β分别仅为0.47～0.53 m Ry和0.46～0.42 m Ry,约对应-190℃。计算预测的MgSc合金相变伯格斯路径与最新实验一致,说明本研究设计的拉伸相变路径能够对合金应力诱导马氏体相变给出合理的解释。