日前，“Scripta Materialia”期刊發(fā)表了中澳科研團隊在鎂鋯中間合金晶粒細化研究上取得的重要成果。該論文以“Exceptional grain refinement of Mg-Zr master alloy treated by tungsten inert gas arc re-melting with ultra-high frequency pulses”為題，提出了一種設(shè)計和制造高效晶粒細化劑的新方法，使Mg-Zr中間合金最大程度地減小晶粒尺寸，獲得較高含量的可溶性Zr和納米級Zr顆粒。上海交大輕合金精密成型國家工程研究中心吳國華教授為通訊作者。

論文地址：https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2022.114700

鎂合金是工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強度高、比剛度高、減震性高、易加工、易回收等優(yōu)點，在航天、軍工、電子通訊、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用市場，然而普通鎂合金強度偏低、耐熱耐蝕等性能較差仍然是制約鎂合金大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸問題。

鋯可以細化組織，減慢合金的擴散速度，阻止晶粒長大，提高鎂稀土合金的強度和塑性的同時還能改善其鑄造工藝性能。目前工程實踐中主要采用Mg-Zr中間合金對鎂稀土合金進行細化處理，但zr中間合金作為晶粒細化劑時沉降嚴重、收得率低、凈化處理難度大且細化效果不穩(wěn)定，嚴重影響合金或鑄件的組織與性能以及產(chǎn)品批次穩(wěn)定性。

在該研究中，研究團隊通過超高頻脈沖重熔對Zr晶粒細化劑進行預(yù)處理，顯著改善了Zr晶粒細化劑的組織均勻性及其細化效果。該方法不僅能夠大幅提高Mg-Zr中間合金晶粒細化劑中溶質(zhì)Zr的含量，還能促進大量納米級（數(shù)納米到數(shù)百納米）Zr粒的過飽和析出，顯著細化了細化劑的Zr顆粒尺寸。

編譯整理 YUXI

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