镁合金具有密度小,比强度和比刚度高,铸造性能良好,易切削加工和易回收等优点,且在自然界中镁的资源特别丰富。但是,现有的镁合金存在弹性模量小、高温强度低、耐磨性差等不足,这极大的限制了镁合金的发展和应用。向镁合会中添加高熔点、高强度、高弹性模量的颗粒制成镁基复合材料,是提高镁合金性能的有效途径之一。　　 本文以AZ91D-(TiO2+B2O3)为反应体系,采用熔体反应合成技术,成功制备了TiB2颗粒增强镁基复合材料。利用X-射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及拉伸性能测试、硬度测试等分析手段,研究了AZ91D基体及其复合材料凝固组织和室温力学性能,并探讨了相关的作用机制。　　 AZ91D合金化的实验结果表明:复合添加Ce、La、Sr元素后,AZ91D镁合金的凝固组织得到显著细化,网状的β-Mg17Al12相断裂成块状或粒状,均匀分布在基体中,并有高熔点的针状或棒状Al4Ce、Al4La化合物生成。复合添加0.5wt.％Ce-0.2wt.％Sr-0.3wt.％La时,镁合金的凝固组织最佳,室温抗拉强度σb、延伸率δ和洛氏硬度达到最大值,分别为240 MPa、7.75％和75 HRB,较AZ91D基体分别提高了21.2％、49.6％和14.0％。　　 反应物添加量对复合材料的影响的实验结果表明:随着反应物TiO2、B2O3混合粉末添加量的增加,复合材料中增强颗粒TiB2的体积分数逐渐增加,当反应物添加量为15wt.％时,复合材料凝固组织中TiB2颗粒的体积分数最大,且宏观上分布较均匀。　　 高能超声对复合材料的影响的实验结果表明:在合金化和高能超声的共同作用下,AZ91D镁合金和复合材料的凝固组织和力学性能得到显著改善,α-Mg相和β-Mg17Al12相尺寸变小,针状或棒状的Al4Ce、Al4La化合物变成颗粒状或短棒状,并且均匀分布在镁合金基体中。随着超声作用时间和超声功率的增加,TiB2增强颗粒的体积分数逐渐增大,且在基体中的分布越来越均匀。当超声作用时间为8min、超声功率为1.2 kW时,复合材料的室温抗拉强度σb和洛氏硬度达到最大值,分别为263.3 MPa、77.2 HRB,较未施加高能超声的复合材料分别提高了13.6％和13.9％。此时,复合材料的拉伸断口上解理台阶减少,韧窝数量增多,塑性断裂特征明显,复合材料的断裂方式由解理断裂向准解理断裂过渡。　　 为了进一步明确高能超声对复合材料的作用效果,研究了热处理对复合材料的影响。实验结果表明:415℃固溶处理后,TiB2／AZ91D复合材料凝固组织中的β-Mg17Al12相消失,分解固溶在α-Mg中,形成了单相过饱和固溶体。经170℃、16 h时效处理后,复合材料组织中重新出现了β-Mg17Al12相。415℃、16 h固溶处理+170℃、16 h时效处理后,复合材料的室温抗拉强度σb和洛氏硬度分别达到了237.3 MPa和100 HRB。而将高能超声、合金化元素共同作用下的复合材料与热处理后的复合材料相比较,发现复合材料的抗拉强度较热处理后的复合材料提高了11％,这说明高能超声和合金化处理对复合材料的改善效果更为显著。