镁合金具有高的比强度和比刚度,易于回收,是最轻的金属结构材料,广泛应用在交通工具、数码产品和航空航天等领域,具有广阔的应用前景。但是由于镁合金是密排六方结构,在低温下滑移系较少,导致镁合金塑性变形能力差,严重制约了镁合金的应用。孪生是镁合金中重要的变形方式之一,而第二相会对孪晶的分布特性产生影响。因此研究镁合金中的第二相特性,通过控制合金中的第二相种类、大小和分布,从而对改善和提高镁合金的组织和性能有重要的应用价值。本次实验通过自行设计的定向凝固装置和铸造工艺制备了纯镁和镁合金铸锭,借助于金相显微镜、力学性能测试、扫描电镜和统计分析等手段,研究了纯镁中的第二相和镁合金中的组织,并对不同成分和含量的镁合金中孪晶进行了研究。结果表明：通过研究定向凝固过程中不同的冷却速度,对比分析不同冷却速度之间的温度差,找到一种可以保持较大温度梯度的冷却方式,在降温开始时,关闭控制炉体下部温度的控制箱,同时保持上部温度控制箱以20℃/1Omin和10℃/10min两种冷却速度进行降温,分析后发现后者可以更好的提高温度梯度。研究了纯镁中第二相的数量和分布,第二相颗粒的大小集中在100μ m以下,仅在少数位置产生了100μm以上的第二相颗粒,第二相在铸锭中从上向下数量逐渐增加。较多的第二相和大颗粒的第二相降低了纯镁的拉伸性能,但是对纯镁的压缩性能影响不够明显,拉伸变形后纯镁中出现了孪晶。定向凝固制备的镁合金中出现了成分偏析,增加合金成分,会使得偏析现象更加明显。铸造镁合金中有明显的第二相存在,随着合金元素含量的增加,第二相也随之增多,在合金中由于保护措施和熔炼工艺等不够完善,出现了较多种类的杂质元素,会对合金的性能有不利影响。经压缩变形后的组织中有明显的孪晶存在,孪晶之间既有平行也有交叉,大部分交叉孪晶接近垂直,即为{1012}孪生。孪晶长短粗细不均匀,既有贯穿晶粒的孪晶也有始于晶界止于晶内的孪晶。