纳米颗粒和纤维混杂增强镁合金复合材料作为一种新型纳米复合材料,由于具有优良力学性能,因而近几年来受到了国内外的高度关注。对其力学性能影响因素以及强化机理的研究,将会显著拓宽镁合金在航空航天、化工、汽车、生物医学等领域的应用。本文采用AZ91镁合金为基体,不同质量混杂比的碳纳米管以及纳米碳化硅颗粒为增强相(质量分数控制在基体的1%),在自行设计的镁合金熔炼设备中通过半固态搅拌和高能超声分散制得镁合金纳米混杂增强复合材料。利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描与透射电子显微镜、拉伸试验机、四球摩擦磨损仪、高温蠕变试验机等手段,研究了纳米增强相对镁合金组织、性能的影响,并探讨了其对合金组织、性能影响的机理。通过实验与分析发现：采用半固态搅拌法和超声波分散可以成功的制备出颗粒分布均匀、界面结合良好的镁基纳米混杂增强复合材料。该复合材料力学性能得到大幅度的改善,当碳纳米管与纳米碳化硅混杂比为7：3时,其抗拉强度和延伸率比基体镁合金提高约50%。当碳纳米管与纳米碳化硅混杂比为5：5时,布氏硬度比镁合金基体提高约30%。此外,其高温蠕变性能以及耐磨性均有一定程度提高。但碳纳米管与纳米碳化硅的加入量过大时,力学性能急剧下降。本文还建立了纳米混杂增强复合材料的随机模型,并用有限元软件LS-DYNA计算得到了其应力场及应力—应变关系,与实验值进行了对比。得出了由于纳米混杂增强相的存在,使得基体的晶粒细化,位错增多,从而导致镁合金复合材料性能显著改善等结论。最后,本文通过铸造CAE软件直观地预测了镁合金成型过程的温度场与应力场,以及铸造成型过程中可能形成的缩孔、缩松、热裂等铸造缺陷,并以此为依据进行工艺优化和改进,达到了提高铸件质量、缩短试制周期、降低试制成本的目的,为镁合金铸件的应用提供理论指导。