为了实现稀土镁合金大型复杂主承力铸件的低成本化，相关研究人员在材料配方、合金纯化和热处理等方面进行了一系列的探索。他们通过改善合金材料的成分比例和纯度，优化热处理工艺，提高材料的强度和耐腐蚀性能。同时，一些科研机构和企业还致力于开发新型稀土镁合金，通过优化合金成分，克服传统稀土镁合金的缺点，并提高合金的性能。
Mg-Y-RE-Zr合金在电弧熔丝增材制造过程中的组织演变机制。实验结果表明，随着沉积高度的不断提高，沉积层的冷却速度逐渐降低，导致了沉积层晶粒尺寸沿高度方向逐渐粗化。此外，电弧加热导致的多重热循环会对已沉积层形成“原位固溶”和“原位时效”的效果。沉积层底部的共晶组织在多重热循环的作用下发生溶解，随后稀土元素又在多重热循环的作用下下沉淀析出，在晶界和晶内形成了弥散分布的β’和β1相。沉积层组织主要由粗大的α-Mg枝晶和连续粗大的共晶组织组成，并未发现稀土沉淀相的存在。
镁稀土合金密度低、比强度比刚度高、耐热性能好、阻尼减振性优良，其在航空航天和交通运输等领域具有广阔的应用前景。晶粒细化能够同时提高镁稀土合金的强度和塑性，还能改善其铸造工艺性能，对推广该合金在航空航天等关键领域的应用意义重大。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，然而商用Mg-Zr中间合金中Zr粒团聚严重，这些Zr团聚极易在镁熔体中发生沉降，不仅大幅降低了Zr收得率和晶粒细化效果，还会产生严重细化衰退效应。因此，开展Mg-Zr中间合金组织调控研究，揭示该细化剂的显微组织特征对晶粒细化效果及其衰退效应的作用规律，对于镁稀土合金晶粒细化剂设计与开发具有重要的理论与实际应用价值。
在该研究中，吴国华教授团队创新地提出了一种Mg-Zr中间合金晶粒细化剂预处理方法，通过采用频脉冲重熔对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。研究发现，该预处理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粒尺寸。基于Mg-Zr中间合金晶粒细化剂的组织遗传性，揭示了Mg-Zr中间合金在预处理过程中的组织演变机制，结合基体与形核核心的界面冶金反应的热力学条件，探明了Mg-Zr中间合金中纳米级Zr对晶体生长的抑制效应与异质形核的影响规律，为晶粒细化剂的设计和制备提出了新思路。细化实验验证表明，该研究所提出的预处理工艺大幅度提高了镁稀土合金的晶粒细化效果。
近年来，在丁文江院士的大力支持下，吴国华教授团队在镁稀土合金开发、制备、成型等方面取得了一系列创新性研究成果，为推动镁稀土合金的应用做出了重要贡献。
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