近日，上海交通大學(xué)輕合金精密成型國(guó)家工程研究中心吳國(guó)華教授團(tuán)隊(duì)與澳大利亞昆士蘭大學(xué)的David H.StJohn教授團(tuán)隊(duì)合作在鎂稀土合金晶粒細(xì)化方面取得重要研究進(jìn)展，研究成果以Exceptional grain refinement of Mg-Zr master alloy treated by tungsten inert gas arc remelting with ultra-high frequency pulses為題發(fā)表在Scripta Materialia上。博士研究生童鑫為第一作者，吳國(guó)華教授為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。

在該研究中，吳國(guó)華教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新地提出了一種Mg-Zr中間合金晶粒細(xì)化劑預(yù)處理方法，通過(guò)采用超高頻脈沖重熔對(duì)Zr晶粒細(xì)化劑進(jìn)行預(yù)處理，顯著改善了Zr晶粒細(xì)化劑的組織均勻性及其細(xì)化效果。研究發(fā)現(xiàn)，該預(yù)處理方法不僅能夠大幅提高M(jìn)g-Zr中間合金晶粒細(xì)化劑中溶質(zhì)Zr的含量，還能促進(jìn)大量納米級(jí)（數(shù)納米到數(shù)百納米）Zr粒的過(guò)飽和析出，顯著細(xì)化了細(xì)化劑的Zr粒尺寸。基于Mg-Zr中間合金晶粒細(xì)化劑的組織遺傳性，揭示了Mg-Zr中間合金在預(yù)處理過(guò)程中的組織演變機(jī)制；結(jié)合基體與形核核心的界面冶金反應(yīng)的熱力學(xué)條件，探明了Mg-Zr中間合金中納米級(jí)Zr對(duì)晶體生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)與異質(zhì)形核的影響規(guī)律，為高效晶粒細(xì)化劑的設(shè)計(jì)和制備提出了新思路。細(xì)化試驗(yàn)驗(yàn)證表明，該研究所提出的預(yù)處理工藝大幅度提高了鎂稀土合金的晶粒細(xì)化效果。

左圖為預(yù)處理前后Mg-Zr中間合金顯微組織。