铸态镁合金的晶粒粗大,影响了其性能的提高和后续的应用。因此,本文通过添加合金元素,原位生成金属间化合物,并利用它们与镁基体间的晶体学关系来异质形核细化镁合金的晶粒,优化铸态镁合金的性能。本文采用金相分析（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）及X射线衍射分析（XRD）等试验手段,研究了Al/Ca比、Al/Ce比对镁合金铸态组织的影响,初步探索了化合物的形成机制,取得以下研究结果:Mg-Al-0.5Ca合金中Al含量在0.5 2 wt%范围内时,随着Al含量的增大,晶粒明显细化,由420μm减小至287μm,Ca含量较高时,Al₂Ca尺寸呈增大的趋势,细化效果减弱;在Mg-Al-1Ce合金中Al含量在0.2 2.5 wt%范围内变化时,随着Al含量的增大,合金的晶粒尺寸先减小再增大最后又减小,Ce含量较高时,Al₄Ce尺寸亦增大,细化效果减弱。热力学计算认为:Al-Ca的生成热小于Mg-Ca和Mg-Al,故向Mg-Ca合金中加入Al元素会优先形成Al₂Ca金属间化合物;Al-Ce的生成热小于Mg-Ce和Mg-Al,在Mg-Al-Ce熔体中,元素Al优先与Ce元素形成金属间化合物Al₄Ce。通过液态淬火试验,Al₂Ca、Al₄Ce化合物存在于液相中,证实了热力学计算结果。在Mg-Al-Ca合金中,随着Al含量的增加,第二相种类由Al₂Ca和Mg2Ca转变为Al₂Ca和Mg₁₇Al₁₂,其形状由颗粒状和杆状变成网状。Mg-Al-Ce合金中,随着Al含量的增加,第二相由Mg12Ce、Mg17Ce2和Al₄Ce转变为Mg₁₇Al₁₂和Al₄Ce,其形貌有颗粒状和杆状变成骨骼形网络状。晶体学计算结果认为:Al₂Ca和α-Mg基体间存在Mg Al₂Ca{1 010}/{220}2[1120]_Mg /[111]Al Ca和Mg Al₂Ca{1011}/{311}2[1120]_Mg /[112]Al Ca两组位向关系,匹配度均小于10%,Al₂Ca颗粒可作为镁合金的有效晶粒细化剂;Al₄Ce和α-Mg基体间两组位向关系4{1010}M g /{112}_Al4Ce 4[1120]_Mg /[111]_Al4Ce和4{1010}M g /{112}_Al4Ce 4[1120]_Mg /[110]_Al4Ce证明了Al₄Ce的异质形核核心的作用。因此,在凝固过程中Al₂Ca和Al₄Ce可作为镁基体的异质形核质点,细化铸态镁合金的晶粒。