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镁合金作为一种轻质金属结构材料,其明显的优点主要表现在密度小、比强度及比刚度高、阻尼性高、减振性好和电磁屏蔽能力强及易回收等,在大量使用压铸件的航空航天、交通工具、3C 产品等领域应用极其广泛,特别是在汽车行业发展尤为迅速。镁合金的综合力学性能与其晶粒大小有着极其密切的关系,细化镁合金晶粒,可以提高镁合金的综合力学性能。添加变质剂是其主要方法之一。目前,对Al-Sr、Mg-Sr 等中间合金型的变质剂研究甚少。本课题通过对比分析“对渗法”和“熔浸热还原法”两种方法制备Mg-Sr 中间合金的制备工艺和合金成分差异。在此基础上,着重研究工艺参数对合金组织的形态、成分及分布的影响,并对Sr/Al 比值对Mg-Sr-Al 三元合金的微观组织以及Mg-Sr 中间合金作为变质剂,对AZ91 镁合金的组织和力学性能的影响进行深入研究。同时,从热力学角度出发,分析了“熔浸热还原法”制备Mg-Sr 中间合金的可行性,在该过程中采用X 荧光分析、扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)等对实验结果进行分析。研究结果表明,①镁锶中间合金组织呈枝晶网状组织,共晶组织主要呈鱼骨状分布在树枝晶枝杈和晶界上。②溶解温度过高或过低,保温时间过长或过短,都会降低合金中锶的实际含量,共晶组织比重以及晶粒的大小。Sr 含量对Mg-Sr中间合金晶粒的大小的影响可以用Sr 原子的晶界偏聚能力GRF 的大小来衡量。添加的锶愈多,锶原始浓度愈大,GRF 值愈大,锶对镁的细化能力愈强。③用氩气保护,制备出的合金中锶实际含量高于熔剂法制备的合金。④Mg-Sr-Al 三元合金组织成分与Sr/Al 比值有关,随着比值的增大,合金组织中第二相由Al4Sr 逐渐转变为Mg17Al12、Mg-Al-Sr 三元化合物和Al4Sr。⑤“熔浸热还原法”制备出的Mg-Sr中间合金锶实际含量很低,晶粒比较粗大,首次发现SrCO3 对镁有变质细化晶粒的作用。⑥Mg-Sr 中间合金可以改善AZ91 镁合金的组织,细化晶粒,由于晶界上存在Mg-Sr、Al-Sr 脆性相化合物,使其力学性能提高幅度不大。随着Mg-Sr 中间合金添加量的增加,Mg-Sr 中间合金对AZ91 镁合金晶粒的细化作用逐渐增强,抗拉强度略有提高。在0.6%左右达到最佳值,Mg-Sr 中间合金添加量进一步增加,会恶化AZ91 镁合金的力学性能。