日前，“Scripta Materialia”期刊發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

鎂合金是工程應用中最輕的金屬結構材料，具有密度低、比強度高、比剛度高、減震性高、易加工、易回收等優點，在航天、軍工、電子通訊、交通運輸等領域有著巨大的應用市場，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模應用的瓶頸問題。

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定，嚴重影響合金或鑄件的組織與性能以及產品批次穩定性。

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Zr的含量，還能促進大量納米級（數納米到數百納米）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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