·152* 北京科技大学学报 2006年第2期 细化机制可能源于它对晶粒生长的抑制作用 [4]Drits M E.Sviderkaya ZA,Rokhlin LL.Effect of alloying on properties of Mg-Gd alloys.Metalloved Term Obrab Met, 3结论 1979,21:62 [5]Shigeru 1,Yuji N.Shigeharu K.Age hardening characteris- (1)Zr可以极大地细化Mg-9Gd-4Y合金的 tics and high temperature tensile properties of Mg-Gd and Mg 晶粒，且随Zr含量增加，晶粒变得更细；但Zr含 -Dy alloys.J Jpn Inst Light Met,1994,44(1):3 量超过0.40%后，细化作用的差别不明显. [6]Anyanwu I A,Kamado S.Kojima Y.Aging characteristics (2)在低Zr含量的Mg-9Gd-4Y-0.25Zr合 and high temperature tensile propertics of Mg-Gd-Y-Zr al- 金中没有富Zr核存在，而在含0.40%和0.51% loys.Mater Trans,2001,42(7):1206 [7]Ma Q,St John D H,Frost M T.Characteristic zirconium-rich 的高Zr含量合金中有大量富Zr核存在. coring structures in Mg-Zr.Scripta Mater.2002,46:649 (3)在低Zr含量和高Zr含量的MgA9Gd- [8] Okamoto H.Phase diagrams of dilute binary alloys.OH:Ma- 4Y合金中，Zr细化晶粒的机理不同.在低Zr含 terials Park,2002:170 量合金中，Zr以抑制晶粒长大为主；在高Zr含量 [9]Cao P,Ma Q,St John D H,Frost M T.Uptake of iron and 合金中，Zr以促进异质形核为主， its effect on grain refinement of pure magnesium by zirconium. Mater Sci Tech,2004,20:585 参考文献 [10]Tamura Y,Kono N,Motegi T,et al.Grain refining mecha- nism and casting structure of Mg-Zr alloy.J Jpn Inst Light [1]陈振华，严红革，陈吉华，等.镁合金.北京：化学工业出 Met,1998,48:185 版杜，2004：84 [11]Ma Q,Graham D,Zheng L,et al.Alloying of pure magne- [2]Emley EF.Principles of Magnesium Technology.New York: sium with Mg-33.3%Zr master alloy.Mater Scl Technol, Pergamon Press,1966:126 2003.19:156 [3]Lee YC.Dahle A K.Stjohn D H.The role of solute in grain [12]Easton M,St John D.The nucleant and solute paradigms:a refinement of magnesium.Metall Mater Trans,2000,31A: review of the literature.Metall Mater Trans,1999,30A: 2895 1613 Grain refinement mechanism of zirconium in the Mg-9Gd-4Y alloys PENG Zhuokai,ZHANG Xinming,CHEN Jianmei,JIANG Hao,XIAO Yang (School of Materials Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China) ABSTRACT The effect of Zr content on the grain size of Mg-9Gd-4Y alloys and the grain refinement mechanism of Zr were investigated.The results reveal that Zr can refine grains of the alloys greatly,and the grains become finer with the increase of Zr content.The microstructure analysis shows that there are at least one Zr-rich core in the almost each grain in the alloys with high Zr content,whereas the characteristic Zr-rich cores are not found in the alloy with low Zr content.It is suggested that the grain refinement mech- anism of zirconium in the low Zr alloys be different from that in the high Zr alloys:the zirconium works mainly by restricting grain growth in the low Zr alloys,and by generating nucleants in the high Zr alloys. KEY WORDS Mg-Gd-Y alloy;Zr;grain refinement;grain refining mechanism北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 2 期 细化机制可能源于 它对 晶粒生 长的抑制 作用 . 3 结论 ( 1) z r 可以极大 地细化 M g 一g dG 礴 Y 合金 的 晶粒 , 且 随 z : 含 量增加 , 晶粒变得 更 细 ; 但 z : 含 量超 过 0 . 40 % 后 , 细化 作用 的差 别不 明显 . ( 2 ) 在低 z : 含量 的 M g 一g G d 一 4 Y 一 0 . 2 5 z r 合 金 中没有富 z : 核存在 , 而 在 含 0 . 40 % 和 0 . 51 % 的高 Z r 含 量合金 中有大量富 Z r 核存在 . (3) 在低 rZ 含 量和 高 rZ 含量 的 M g 碑G d - 4 Y 合金 中 , Z r 细化 晶粒 的机理 不 同 . 在 低 Z r 含 量合金中 , Z r 以抑制晶粒长 大为主 ; 在 高 Z r 含 量 合金 中 , Z r 以促进异质形核 为主 . 考 文 献 陈振 华 , 严红革 , 陈吉华 , 等 . 镁合金 . 北京 : 化学工业 出 版社 , 2 0 0 4 : 8 4 E 而即 E F . P ir n e iP les of M昭 n es i tn T ec h no 1Og y . N e w OY r k : eP rg am on P r es , 1 96 6 : 1 26 L e e Y C , aD hl e A K , S tj o hn D H T h e or l e of osl u t e i n g r ia n r e f i n em e n t o f m a g n es i u m . M e atl l M a t e r T n u 始 , 2 0 0 0 , 3 1 A : 2 8 9 5 〔4 〕 D r i t s M E , S v id e r k a y a Z A , OR k hl i n L L . E ff e e t of al l卿 n g on p r 0 eP rt ies of M g 一 G d a ll o ys . M e 翻d I o v 阅 1触r . o b ar b M et , 19 7 9 , 2 1 : 62 [ 5 ] S h ig eru l , Y uj i N , S h 谊e h a r u K . 纯 e har d emn g e h ar a e t e h s - t ics an d ib g h t em p e art ur e t e ns il e P rO eP rt les o f M g 一 G d an d M g 一 yD a ll o 郊 . J Jpe 】. t L I留卜t M et , 1 9 9 4 , 4 4 ( l ) : 3 [ 6 ] 八n y an w u I A , K am a do S , K oj i rna Y . 勺沉9 c h ar a e t e 石s t i e s an d hi hg t e m pe r a t ul e t en 纽 e p r o p 吧 irt 比 of M g 一 dG 一 Y 一 rz al - fo y s . M a t e r T r曰 ” , 2 00 1 , 4 2 ( 7 ) : 12 0 6 [ 7 〕 M a Q , S t l o h n D H , F or s t M T . C h ar a e t e h st i c : i r cour um 一 h e h e o ir 雌 s t r u c t uesr i n M g 一 Z r . cS d p at M a t e r , 20 0 2 , 4 6 : 6 4 9 [ 8 ] o k a m o t o H 、 P h as e digB r am s o f id l u t e bi n a 斗 山。 y s . O H : M a - t e ir als P ar k , 2 0 0 2 : 17 0 [ 9 ] C a o p , M a Q . tS J o hn D H , F osr t M T . U p t a ke o f i onr an d i t s e f fe e t on g iar n er f ~ e nt of p uer m a g n es i um by z i r co n i u m . M a et r cS i T ec b , 2 0 0 4 , 2 0 : 58 5 [ 10 ] T azn u ar Y , K o no N , M o t电i T , e t al . G iar n r ef iin n g m ce ha n i s m an d e as t i n g s t ru e t ure of M g 一 Z r al l o y . J J那 】朋t L lgh t Me t , 1 9 98 , 4 8 : 18 5 [ 1 1 〕 M 。 Q , G r a h a m D , z h e n g L , et a l 月 l o y i飞 o f pur e m ag n e - s i um w it h M g 一 3 3 3 % Z r m ast e r al fo y . M a ter 胭 T 伙h . 川 , 2 0 0 3 , 19 : 1 5 6 [ 12 ] E as t o n M , S t J o ha D . 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T h e m i e osr t r u e t u r e a n a lys i s s h o ws t h a t t h e r e a r e a t l e a s t o n e Z r 一 r i e h e o r e i n t h e a lm o s t e a c h g r a i n i n t h e a ll o y s w i t h h ig h Z r e o n t e n t , w h e er a s t h e e h a r a e t e r i s t i e Z r 一 r i e h e o r e s a r e n o t fo u n d i n t h e al l o y w i t h lo w Z r e o n t e n t . I t 1 5 s u g g e s t e d t h a t t h e g r a i n r e if n e m e n t m e e h - a n i s m o f z i r co n i u m i n t h e l o w Z r a ll o y s b e d ift e r e n t f or m t h a t i n t h e h i g h Z r al l o y s : t h e z i r e o n i u m w o r k s m a i n l y b y r e s t r i e t i n g g r a i n g or w t h i n t h e l o w Z r a ll o y s , a n d b y g e n e r a t i呀 n u e l e a n t s i n t h e h ig h Z r a llo y s . K E Y WO R DS M g 一 dG 一 Y a ll o y ; Z r ; g ar i n r e if n e m e n t ; g r a i n r e fi n i n g m e e h a n i s m