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本文利用高倍光学显微镜(HRVM)、扫描电镜(SEM)和电子探针微成分分析仪(EPMA)等测试手段,研究了Al-P中间合金对含Si镁合金细化与变质行为,考察了各种工艺参数对变质和细化效果的影响,探讨了Mg2Si异质形核机理。试验研究了Mg加入到Al-P中间合金后磷化物的演变规律,并探讨了Al-Mg-P对Al-Si合金及Al-Mg2Si合金的细化行为。Mg-Mg2Si系合金中的增强相Mg2Si通常表现为粗大的树枝状初生组织和汉字状共晶组织。Al-P中间合金的加入对镁合金中的Mg2Si相有显著的细化变质效果。试验结果表明,在Mg-4Al-2Si合金中加入1.5wt.%的Al-P中间合金,温度740℃左右,保温30min时变质效果良好。此时初生Mg2Si形态由树枝晶或等轴晶变为多角形块状,尺寸由70μm减少到151μm以下；共晶Mg2Si相得到了明显的细化,其形貌由粗大的汉字状变为细小的纤维状或块状颗粒。主要原因为Al-P在熔体中后经历了以下过程：大块AlP分解→AlP粒子的溶解→P原子与Mg原子之间的化学反应→Mg3P2分子团簇→均匀分散的Mg3P2小粒子；当温度下降到液相线后,Mg2Si相则以Mg3P2作为衬底形核长大。Mg-5Al-1Zn-1Si-0.36Mn合金中加入A1-P中间合金后,Mg3P2首先包裹Al8Mn5相析出而形成Mg2Si双相异质衬底。其中微量的P在Mg2Si相晶体长大过程中吸附在固-液界面上,抑制了Mg2Si相生长的各向异性,促进了其形貌的改善也使其得到细化。随着Mg2Si尺寸的减小及形貌变化,合金α-Mg晶粒尺寸由原来1000μm六瓣状雪花枝晶逐渐细化到300μm左右,得到明显的细化。在高Si的ASZ741合金中加入Al-3.5P中间合金后,除了Mg2Si晶粒尺寸随着Al-3.5P加入量的增加明显降低外,α-Mg平均晶粒尺寸也由原来的302μm,被细化到46μm。其细化机理主要是由于熔体加P后,Mg2Si粒子会先于α-Mg析出且尺寸细小、分布均匀,预先生成的Mg2Si粒子可作为(Mg2Si+a-Mg)共晶团形核衬底,在共晶凝固过程中使得a-Mg包裹Mg2Si离异共生生长,两相相互抑制生长从而得到细化。通过研究向Al-P中间合金中不断增加Mg含量后合金微观组织及物相的演变过程,发现Mg在加入到Al-P后,Mg原子通过扩散及渗透作用不断将AlP转化成Mg3P2目。试验获得的Al-8Mg-3P合金中仅存在Mg3P2相,当其被加入到铝基的Al-Si及Al-Mg2Si合金熔体后,会在熔体中原位生成细小的AlP相,对合金中的初晶Si及Mg2Si相起到异质形核作用,使合金获得良好的细化效果。