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镁及镁合金具有优良的机械性能,在现在工业领域得到了广泛的应用。但是镁及镁合金的化学性质活泼,熔炼时易发生氧化燃烧。目前镁及其合金熔体纯净度低,严重影响镁合金材料的性能。因此,研究高效去除镁合金中非金属夹杂物的方法具有重要的意义。本文通过夹杂物相对面积分数分析和电导率检测的方法,研究了15kHz超声的处理工艺条件对AZ80和GW103K两种镁合金熔体中夹杂物凝聚沉降效果的影响,给出了两种合金超声净化的优化条件;同时采用超声处理对氯化铵饱和水溶液析出行为的影响物理模拟了15kHz超声凝固的行为。研究得出以下主要结论:1.纯镁熔体中存在大量的氧化物夹杂,其夹杂物的形态主要为球状、块状、条带状、链状和以上各种形态组成的群落状;AZ80镁合金中的夹杂物主要为MgO和少量Mn、Zn和Y的氧化物;GW103K合金中的夹杂物主要是Y和Zr的氧化物和MgO组成;2.15kHz超声处理AZ80和GW103K镁合金熔体可以实现氧化夹杂物的凝聚,加速沉降,提高净化效率;净化效果与超声功率、处理时间和熔体的静置时间和熔体温度密切相关。适当提高处理功率和延长处理后的静置时间可以增强净化效果,但处理时间过长不能提升净化效果;3.对于650℃的AZ80镁合金熔体,200W超声处理30s并静置60s后可以达到较好的净化效果。此时,凝固组织中82%以上的夹杂物已经沉降到底层,而未经超声处理,静置240s的凝固组织只有65%左右的夹杂物沉降到底层;对于680℃的GW103K合金超声处理60s,熔体静置60s,200W时净化效果比较明显;此时,70%的夹杂物沉降到底层;710℃和730℃时,超声功率160W净化效果比较理想;沉降到底层的夹杂量分别为74%和65%;适当的超声处理时间(本实验30s)可以较好地净化熔体,延长超声处理时间对GW103K合金进一步净化的效果则表现不明显;4.本实验中,电导率值在铸锭截面上的分布表征了超声处理熔体的净化程度。在AZ80和GW103K两种镁合金中,电导率值都随铸锭上夹杂物面积百分数值的增加而降低。本实验中电导率的变化幅度在AZ80合金中为10%IACS～14%IACS,GW103K合金中为6.0%IACS～8.4%IACS;5.不同功率15kHz超声处理氯化铵溶液减慢了氯化铵溶液的降温速度;超声处理缩短了烧杯底部出现氯化铵颗粒的时间和溶液白浊化开始的时间,提高了烧杯底部出现氯化铵颗粒时的温度和白浊化开始的温度,并且改变了氯化铵晶体形态;6.增大超声处理功率,氯化铵饱和溶液开始白浊化的时间和烧杯底部出现氯化铵颗粒的时间显著缩短,这表明,超声处理显著提高了结晶形核速度和晶粒长大行为;导致析出晶粒的形态明显圆整化,细化。