Si因其在镁合金中能够与Mg结合生成耐高温、强度大的Mg₂Si相,因而被许多研究者作为提高镁合金高温性能的一种重要手段。但传统铸态下的初生与共晶Mg₂Si组织粗大,严重制约了其在工程上的使用,因此对初生与共晶Mg₂Si的变质研究,便成为此类镁合金的研究重点之一。本文采用添加Mg-Ca、Mg-Y、Mg-Sr中间合金,利用Ca、Y、Sr对Mg-4Si-4Zn合金进行变质处理,研究变质元素及含量、单一与复合变质时合金组织与相的变化规律,分析对合金组织中初生Mg₂Si与共晶Mg₂Si的变质效果极其变质机理。研究表明在单一变质条件下,不同变质元素的最佳变质效果及其含量之间的关系存在巨大差异,Mg-4Si-4Zn合金经Y变质后,初生Mg₂Si形貌由粗大的枝晶状转变为短棒状组织,共晶Mg₂Si形貌由复杂的多笔画的粗大汉字状组织,转变为不连贯的简单点棒状组织。Ca、Sr元素能够在Mg-4Si-4Zn组织凝固过程中,改变初生Mg₂Si与共晶Mg₂Si的凝固条件,进而对二者进行变质。可使初生Mg₂Si由粗大的枝晶状,转变为细小的矩形块状相,共晶Mg₂Si形貌由复杂的多笔画的汉字状结构,转变为简单的短棒状组织。在不同元素变质下,合金的力学性能随变质效果的增大而增大。三种元素的变质过程均按照从亚变质、完全变质和过变质的顺序规律演变。与Ca变质相比,在Ca-Y复合变质的条件下,初生Mg₂Si形貌由规则平整的矩形形貌,转变为带有孔洞与沟壑的复杂相貌。Sr-Y复合变质与Sr变质相比,初生Mg₂Si形貌由规则平整的矩形,转变为带有对称孔洞的六边形形貌。实验结果表明,初生Mg₂Si带有孔洞的组织的力学性能,优于初生Mg₂Si平整规则形貌的组织的力学性能。复合变质条件下Y的变质效果与添加量间的关系同单一Y变质条件下的规律相同。在此过程中,初生Mg₂Si尺寸与共晶Mg₂Si的尺寸与形貌均未发生变化。