铝镇静钢中普遍存在高熔点Al2O3夹杂,该类夹杂物一方面会造成结晶器浸入式水口结瘤现象影响连铸生产顺行,另一方面由于其塑性差且不易变形会恶化钢材使用性能,特别对于深冲薄板类钢材表面质量影响严重。冶金工作者通过夹杂物改性技术试图改变高熔点夹杂物的成分、尺寸及其在钢中分布状态,降低其对钢材性能的负面影响。近些年来,随着镁合金包芯线体系成分设计和稳定喂线工艺的日臻完善,镁处理逐渐发展成为钢中高熔点Al2O3夹杂变质处理的新兴控制技术。镁合金包芯线加入钢液后,能够将Al2O3夹杂调整为尺寸细小且呈弥散分布的MgAl2O4夹杂,可以发挥微细夹杂物细化铸态组织的冶金作用,达到趋利避害的控制效果。针对镁处理过程中夹杂物细化和组织控制的积极作用,本文通过实验室研究系统分析了镁钙复合处理条件下铝镇静钢中夹杂物成分、尺寸和分布状态的变化规律,分析了钙铝镁系夹杂物液态化控制的临界条件,可为解决浸入式水口结瘤问题提供新的解决思路。同时基于晶格错配度理论,系统研究了镁处理对单相铁素体凝固模式和奥氏体凝固模式钢中铸态等轴晶率的影响规律,解析镁处理对于钢的凝固组织细化机理。本论文主要研究结果如下。（1）镁钙复合处理纯铁中可以形成大量尺寸细小（1 μm～2 μm）以MgAl2O4为核心的球形CaO-Al2O3-MgO系复合夹杂物,表明该复合夹杂物在纯铁液中呈液态。对比镁线和钙线不同加入次序对夹杂物的影响规律发现,由于MgAl2O4与CaO·xAl2O3在钢中可以相互转化,复合处理工艺中镁线和钙线添加次序不会影响铸态钢中夹杂物稳定成分,但先钙后镁工艺可以获得尺寸更小的复合夹杂物,夹杂物尺寸较先镁后钙工艺减小了 27%。（2）基于晶格错配理论,镁处理形成的富镁氧化物MgAl2O4及MgO颗粒可以作为TiN的有效异质形核核心。钢中Ti元素和N元素含量可以通过[Ti][N]积来表征其对于TiN析出行为的影响。相同[Ti][N]积条件下,增加MgAl2O4及MgO颗粒数量密度可以为TiN形核提供更多有效形核核心,单个TiN的极限尺寸也会随之减小,即TiN颗粒得到细化。单独增加Ti含量会引起TiN颗粒粗化,而增加Mg含量则可以提高钢中TiN的数量密度,细化TiN颗粒尺寸。高[Ti][N]积条件下,淬火样中TiN尺寸减小33.6%,数量密度提高496%。（3）镁处理对于不同凝固模式所获得铸态等轴晶比例的提升效果存在显著差异。通过对比镁处理奥氏体不锈钢SUS316L和铁素体不锈钢SUS439凝固组织细化效果,镁处理对Ti稳定化铁素体不锈钢凝固组织细化效果更显著,镁处理前后SUS316L不锈钢等轴晶率由0提高至15%,SUS439不锈钢等轴晶率由47%提高至91%。并且对比不同晶粒细化剂对铁素体不锈钢凝固组织细化效果发现,单一 Mg处理＞Mg-Y处理＞RE处理＞Mg-RE处理。究其原因在于镁处理形成的MgAl2O4及MgO颗粒对TiN的细化效果,进一步细化的TiN颗粒对于铁素体相δ的具有良好的异质形核作用,最终获得了高等轴晶比例的铁素体不锈钢。