近平衡凝固条件下铸造出来的镁合金枝晶组织粗大，晶界处存在高温下易弱化的连续网状脆性β共晶相，使得合金强度和抗蠕变性能不够理想。晶粒细化可有效提高合金综合力学性能，细晶镁合金的制备已成为高性能镁合金的重要研究方向。SiC为高熔点化合物，与Mg具有相似的晶体结构，促进凝固过程中熔体的形核结晶。冷速的提高引起的非平衡效应可导致原子扩散迁移和凝固过程中的各种传输现象受到抑制，晶粒来不及充分长大凝固就已结束，因此将异质形核和非平衡凝固有效结合可望最大程度上获得理想细晶组织。然而非平衡条件下所制备的低维细晶镁合金材料需要热压烧结才能满足使用，烧结过程中所发生的亚稳相转变及晶粒长大等现象会恶化合金性能，因此研究不同热处理温度下快冷镁合金的组织演化行为具有重要意义。　　本文首先采用铜模喷铸和单辊甩带技术，系统开展宽冷速范围内纳米SiC参与下AZ91D合金的非平衡凝固实验，研究异质颗粒的存在对快冷镁合金晶粒细化的影响规律。然后对快冷试样进行不同温度下（200℃、260℃、320℃、370℃、400℃）的等温热处理实验，研究了保温时间对亚稳细晶组织中的沉淀相析出及晶粒长大行为的影响。　　晶粒细化结果表明，8mm铜模喷铸能够使AZ91合金晶粒组织得到显著细化。当添加2wt%的纳米SiC后，平均晶粒尺寸进一步细化为7μm，非平衡凝固组织呈粒状晶形貌，其中溶质Al元素含量相比铸态明显提高。随铜模内径降低，凝固冷却速率增加，晶粒细化效应增强，其中2mm铜模内径时的平均晶粒尺寸约为5μm。单辊甩带技术所制备出的快速凝固镁合金晶粒尺寸约为6μm，并且无β-Mg17Al12离异共晶相形成，有利于获得单相过饱和固溶体组织，当添加2wt%的纳米SiC后，平均晶粒尺寸进一步细化为3μm。　　低温时效结果表明，铜模喷铸AZ91+2wt%纳米SiC合金经200℃+2h等温处理后，过饱和Al原子开始在晶界处析出层片状β-Mg17Al12相。随保温时间延长，层片状β相的长度明显增加。经260℃+2h等温处理后，晶界处和基体内分别有层片状和条纹状的β沉淀相析出，并且随保温时间延长，基体内沉淀相明显增多。单辊甩带AZ91+2wt%纳米SiC合金经200℃+2h等温热处理后，晶界处析出颗粒状的β-Mg17Al12沉淀相。　　高温固溶结果表明，铜模喷铸AZ91+2wt%纳米SiC合金经320℃、370℃和400℃等温处理2h后，晶界处的β-Mg17Al12离异共晶相不断消失，并导致合金硬度逐渐下降。经320℃等温处理后，合金处于不完全固溶状态，晶界处β相部分消失；370℃等温处理后，β相基本消失，微量残留物呈絮状分布；400℃等温处理后β相完全消失。由于纳米SiC的加入，铜模喷铸AZ91+2wt%纳米SiC合金在320℃、370℃和400℃保温8h后的平均晶粒尺寸为8~13μm，说明纳米颗粒的加入可有效抑制高温晶粒长大。单辊甩带 AZ91+2wt%纳米 SiC合金经400℃+2h等温处理后，平均晶粒尺寸为5μm。随等温时间延长，平均晶粒尺寸未发生明显变化。