稀土镁合金是一种具有较高强度和耐腐蚀性能的轻质合金材料，被广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。在大型复杂主承力铸件领域，稀土镁合金具备高强度、低密度、优良的机械性能和耐腐蚀性能等特点，因而被视为替代重型钢的理想材料。
关于SLM制备纯Mg、AZ系、ZK系、WE系、Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-Ca系和Mg -Gd系镁合金的报道与Al、Ti或Fe合金相比是非常有限的。目前，大部分研究都集中在参数优化、后处理以及纳米粒子或元素添加对微观结构和力学性能的影响。工艺参数对SLM制备ZK系镁合金微观结构、机械性能、生物相容性和生物降解的影响已经得到了详细的研究。 据称，通过 SLM 制备的 ZK 系列镁合金具有良好的力学性能、良好的生物相容性和相对较低的降解率，这使得该类合金在生物医学应用中具有广阔的前景。高成本的 WE 系镁合金包含稀土 (RE) 元素，它们表现出的生物相容性。值得一提的是，由 SLM 制备的 WE 系列镁合金也表现出的力学性能完整性，这归因于镁基体中的细晶结构和均匀分布的第二相颗粒，以及那些钉扎在晶界处的颗粒。近，许多研究人员通过搅拌摩擦加工和热处理等后处理改变了 Mg-Gd 系镁合金的微观结构，使强度显著增加，但延伸率随之降低。一些研究人员使用 SLM 在广泛的加工参数范围内研究了激光能量输入对 AZ91D 镁合金的成形性、致密化、微观结构和力学性能的影响，并建立了适当的 SLM 加工图。此外还有通过添加碳纳米管来改变微观结构演变和细化 SLM制备AZ31B 镁合金的晶粒。然而，实验结果表明，由于致密化的急剧恶化，纳米粒子的添加提高了强度，同时削弱了韧性。AZ 系列镁合金由于其合金元素的经济优势而在工业应用中占主导地位。然而，迄今为止已发表的研究尚未深入研究 SLM 过程中镁合金的缺陷类型、熔化模式和晶体织构。此外，目前 SLMed 镁合金试件的强度和韧性都比较差，难以应用于实际工业应用。因此，有必要进一步研究SLM沉积的AZ系镁合金的加工性能和缺陷形成机制。
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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