日前，“Scripta Materialia”期刊发表了中澳科研团队在镁锆中间合金晶粒细化研究上取得的重要成果。该论文以“Exceptional grain refinement of Mg-Zr master alloy treated by tungsten inert gas arc re-melting with ultra-high frequency pulses”为题，提出了一种设计和制造高效晶粒细化剂的新方法，使Mg-Zr中间合金最大程度地减小晶粒尺寸，获得较高含量的可溶性Zr和纳米级Zr颗粒。上海交大轻合金精密成型国家工程研究中心吴国华教授为通讯作者。

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

镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点，在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场，然而普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的瓶颈问题。

锆可以细化组织，减慢合金的扩散速度，阻止晶粒长大，提高镁稀土合金的强度和塑性的同时还能改善其铸造工艺性能。目前工程实践中主要采用Mg-Zr中间合金对镁稀土合金进行细化处理，但zr中间合金作为晶粒细化剂时沉降严重、收得率低、净化处理难度大且细化效果不稳定，严重影响合金或铸件的组织与性能以及产品批次稳定性。

在该研究中，研究团队通过超高频脉冲重熔对Zr晶粒细化剂进行预处理，显著改善了Zr晶粒细化剂的组织均匀性及其细化效果。该方法不仅能够大幅提高Mg-Zr中间合金晶粒细化剂中溶质Zr的含量，还能促进大量纳米级（数纳米到数百纳米）Zr粒的过饱和析出，显著细化了细化剂的Zr颗粒尺寸。

编译整理 YUXI

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