镁合金由于其具有高比强度,刚度及良好的铸造性能,已成为工程材料应用中的重要选择而受到高度的重视。然而镁合金的热裂行为已成为阻碍其铸件朝着薄壁、大型且结构复杂化方向发展的瓶颈,因此,为扩大镁合金实际应用范围研究,镁合金热裂形成机理及热裂敏感性具有重要的理论和实际意义。本文基于Clyne-Davies理论模型,对不同Zn/Y比的Mg-xZn-yY（Zn/Y=1,0.75,0.5at.%）合金的热裂敏感性进行预测,并以固定Zn/Y原子比的MgZn₁Y₂三元合金为实验合金,通过添加微量的合金元素Zr、Ti及碳酸盐细化剂探索晶粒细化对合金HTS的影响,研究细化前后合金的显微结构、凝固路径的特征、枝晶相干点温度的变化及对Mg-Zn-Y合金的热裂敏感性的影响规律。本文采用双热电偶测试方法采集凝固过程中Mg-xZn-yY合金和添加不同细化剂的MgZn₁Y₂合金的特征参数;采用“T”型热裂模具测试系统对Mg-xZn-yY合金和添加不同细化剂处理的MgZn₁Y₂合金的凝固收缩应力随温度（或时间）的变化曲线进行采集,以研究合金凝固过程的力学行为及热裂纹萌生与扩展机制;采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分别对Mg-xZn-yY合金和添加不同细化剂处理的MgZn₁Y₂合金的显微组织和断口区域形貌进行观察。研究不同Zn/Y比的Mg-Zn-Y合金的晶界析出相类型和晶粒细化前后的凝固路径、热物性参数特征、显微结构、枝晶相干点温度的变化与合金热裂敏感性之间的关系,揭示凝固末期MgZn₁Y₂合金中枝晶骨架凝固收缩、晶界上残余液相补缩、第二相析出、热裂纹萌生和扩展等微观机制。本文的研究结果表明:随着合金元素Zr、Ti及碳酸盐细化剂Na₂CO₃和C₂Cl₆的添加,晶粒细化效果明显。微量C₂Cl₆和Na₂CO₃的加入均可明显减小合金的晶粒尺寸,特别是Zr的加入效果最为明显,MgZn₁Y₂平均晶粒尺寸由107.4μm细化到20.64μm左右,平均长径比由1.859降低到1.49。进一步研究结果表明,随着晶粒尺寸的降低,导致MgZn₁Y₂合金的热裂敏感性随之减小,通过对合金凝固过程中枝晶形核与长大过程,以及凝固收缩与液相补缩行为分析,发现晶粒细化和球化可降低枝晶相干点温度,延长液相整体补缩时间,并且凝固收缩力随着单位体积的晶界数量的增多而分散,进而降低合金的热裂倾向。研究结果表明:Mg-Zn-Y合金中Zn/Y原子比与合金相的形成密切相关。当Zn/Y比1变为0.75然后变为0.5时,第二相从W相,LPSO相变为W+LPSO相。Mg-xZn-yY（Zn/Y=1,0.75,0.5at.%）合金的热裂敏感性先降低后略有升高,当Zn/Y比为0.75时,热裂敏感性最低,因为LPSO相的析出温度不仅高于W相还与α-Mg基体具有完全共格位相关系,在晶界上具有更好的钉扎效应。