本文以微合金化AZ91D镁合金为基体,Al-TiB₂为中间载体,在高能超声作用下成功制备了原位TiB₂颗粒增强镁基复合材料。并利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射仪（XRD）等现代分析和测试手段,研究了高能超声对复合材料微观组织、力学性能及增强颗粒形貌、大小、分布的影响和机制。针对AZ91D镁合金在熔炼和浇铸过程中易发生燃烧,本文采用合金化阻燃的方法,研究了Ca、RE、Sr三元复合添加对AZ91D镁合金燃点和凝固组织的影响。实验结果表明,微合金化后AZ91D镁合金燃点可提高至800℃,其微观组织较好,初生α-Mg相细化效果明显、第二相β—Mg₁₇Al₁₂由链状变成断续状,并且三种元素复合添加后AZ91D微观组织明显比二种元素的效果要好。复合实验结果表明,Al-TiB₂中间合金中内生增强颗粒TiB₂形貌呈菱形状,尺寸在0.2～1μm之间,均匀分布在铝基体中且体积分数较高达20vol.%以上。未施加高能超声所制备的原位,TiB₂p/AZ91D复合材料中TiB₂颗粒在基体中团聚严重,TiB₂相由菱形变为矩形或四边形,且颗粒长大趋势较小,尺寸为0.2～1μm之间,增强相和基体界面干净,没有明显的界面反应物。而施加高能超声所制备的原位TiB₂p/AZ91D复合材料中TiB₂颗粒宏观上弥散分布于AZ91D基体中,呈矩形或四边形。随着高能超声场强度和时间的增加,颗粒长大趋势较小,且分布更弥散,这主要是由于超声处理熔体时产生的声空化效应、声流效应等的综合作用。另外,超声对熔体的除气除渣作用,对于复合材料性能的提高也有较大的影响。力学性能实验结果表明,微合金化后AZ91D镁合金抗拉强度σ_b可达201MPa,伸长率δ达到3.61%。而未施加高能超声作用时,TiB₂p/AZ91D复合材料的抗拉强度σ_b虽得到有效提高,但是伸长率δ却降低了。施加高能超声作用时复合材料的抗拉强度σ_b随着超声功率的增加得到了显著提高,伸长率δ虽有所增加,但是变化不大。当超声功率在0.8KW时,复合材料的抗拉强度达到了256.2Mpa,提高了33.4%,伸长率达到3.4%。复合材料的强化机制主要有:细晶强化、固溶强化、位错强化等。