由于颗粒增强Mg₂Si/Al基复合材料具有高比强度、高比刚度和高耐磨性等一系列优点,从而在工业生产方面具有非常广阔的应用前景。但是,原位自生的Mg₂Si相通常比较粗大,且一般以板块状或树枝状存在于铝基体中,大大降低了材料的性能。因此,本文在总结前人研究成果的基础上,应用熔体过热技术制备了Mg₂Si颗粒增强Al-18%Si-Mg自生复合材料。研究了过热温度、保温时间对Al-18%Si-Mg自生复合材料显微组织和力学性能的影响,探讨了Mg₂Si颗粒在熔体过热过程中的溶解与凝固行为,并与变质处理、固液相区等温保温处理这些处理方式的进行对比,研究了熔体过热处理的优越性,获得了制备该类铝基复合材料合适的熔体过热处理工艺;最后,在熔体过热的基础上应用快速凝固技术,进一步的优化处理工艺,探索过热处理的作用机制,取得了以下研究成果:低温浇注有利于颗粒增强Al-18%Si-Mg复合材料获得良好的显微组织。制备该类复合材料的合适铸造工艺为:浇注温度695℃,冷却方式金属型铸模水淬。此时,增强相Mg₂Si颗粒的平均等积圆直径为14.82μm,形状因子为:0.63。通过熔体过热处理,Al-18%Si-Mg合金凝固组织中树枝状或多边形状的Mg₂Si相逐渐向十字形转变并有明显的球化趋势,且随着过热温度的升高和保温时间的延长, Mg₂Si相的晶粒大小呈现先减小后增大的规律,但形貌始终越来越圆整。当过热温度为860℃,保温时间25 min时,Mg₂Si相均匀细小,平均尺寸由处理前的21.12μm减小到8.55μm,同时,该复合材料的布氏硬度和耐磨性分别提高了35%和76%。从理论上分析了熔体过热处理的作用机理,并通过分离实验,发现在快速凝固冷却和熔体过热处理的双重作用下,Al-18%Si-10%Mg复合材料中Mg₂Si相的生长方式发生了改变,由原先的小平面生长方式逐渐向非小平面生长方式转化,从而导致Mg₂Si颗粒的形貌由原先八面体结构变为光滑的非棱角状颗粒结构。