随着人们节能与环保意识的增强，镁合金作为最轻的金属结构材料之一，越来越受到青睐。颗粒增强镁基复合材料是近年来发展起来的新材料。其制备方法按颗粒来源分为外加法和原位法。原位法与传统外加法相比具有增强颗粒尺寸小、界面无污染、热稳定性好、制备成本低等优点。近年来，用超声波对金属熔体进行处理，超声波在熔体内传播时，会产生声流效应和声空化效应，其在改变物质的一些物理、化学和生物特性，改善颗粒与熔体间的润湿性、迫使颗粒在熔体中均匀分散等方面发挥重要作用，该项技术被广泛应用于复合材料的制备。半固态成形作为一种新型材料加工技术主要有触变成形和流变成形两种，与触变成形相比，流变成形技术具有工艺流程短、设备简单、生产成本低、节能环保等优点。本文采用超声原位法制备了Al2Y/AZ91镁基复合材料，并对该复合材料进行了流变成形研究。主要研究内容及成果如下：从热力学和动力学两方面着手，分析AZ91合金中原位生成Al2Y的可能性及外部因素对反应的影响。计算了Mg-Al-Y三元合金的混合焓、过剩熵与过剩自由能，建立了原位合成Al2Y的动力学模型，推导了动力学方程。在AZ91镁合金中加入Mg-Y中间合金，生成Al2Y增强相，研究了稀土Y的加入量和超声工艺参数对增强相及材料显微组织的影响规律。对熔体施加超声后，生成的复合材料显微组织相对基体明显细化，α-Mg晶粒变小，数量有所增加，β-Mg17Al12相由断续的骨骼状逐渐变为断续的短链状或颗粒状。随着超声功率和超声时间的增加，Al2Y在熔体内均匀分布，数量也明显增加，而且变的细小。Y的含量小于3％时，Al2Y颗粒没有团聚现象。超声法制备了Al2Y/AZ91镁基复合材料半固态浆料，研究不同超声工艺参数对镁基复合材料半固态浆料组织的作用规律，揭示了镁基复合材料半固态组织在超声场作用下的形成机理。超声法制备的复合材料半固态浆料的微观组织随着超声启振温度变化而变化，在Al2Y/AZ91镁基复合材料近液相线(温度600℃)时导入超声波，超声振动60s后，初生晶粒细小、圆整，半固态浆料的平均晶粒直径为75μｍ，平均形状系数为0.7。研究超声原位Al2Y/AZ91镁基复合材料流变性能，根据实验数据拟合结果，建立了超声原位Al2Y/AZ91镁基复合材料半固态浆料流变模型。Al2Y/AZ91镁基复合材料半固态浆料的表观粘度随Al2Y的体积分数及固相分数的增加而增大。在固相分数小于0.23时，表观粘度增加的速度比较缓慢，而固相分数大于0.23后增加的速度相对较快。在相同实验条件下，随着超声功率的增加，复合材料半固态浆料的表观粘度ηmmc逐渐降低。在模拟软件二次开发平台上，对Al2Y/AZ91镁基复合材料的流变成形进行模拟，对半固态镁基复合材料的充型及凝固过程进行分析讨论，对铸造缺陷进行了分析预测。利用超声振动法制备Al2Y/AZ91镁基复合材料半固态浆料，进行镁基复合材料的流变成形实验。研究不同工艺参数对镁基复合材料力学性能的影响，为镁基复合材料的推广和应用提供实验依据与理论基础。