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本文采用分子动力学模拟方法,选取Finnis-Sinclair经验势函数来描述原子之间的相互作用力,结合径向分布函数(RDF)、均方位移(MSD)、系统总能量、H-A键对分析法以及VMD分子动力学可视化工具,对典型的HCP金属Mg熔体在凝固过程中的结构演化进行了模拟研究。整个模拟元胞由500个原子组成,采用周期性边界条件,应用NVT系综,对于温度和压强的控制,本文采用的是Nose-Hoover方法。通过模拟计算,分别对金属熔体Mg在5×1014K/s、5×1013K/s、1×1013K/s、1×1012K/s四个不同冷却速率下,从1293K到293K的凝固过程进行了研究,并根据模拟研究的结果对凝固过程中一些重要实验现象和凝固理论进行了微观解释。结果表明：本模拟过程所选用的F-S势函数可以非常准确的描述Mg原子之间的相互作用力,模拟试验得出的其它微观方面的结论也是值得信赖的；冷却速率对凝固过程中微观结构的转变起关键性作用,当金属熔体Mg以5×1014K/s的冷却速率凝固时,体系最终形成以1541键对为主体的非晶态结构,玻璃化转变温度为693K；而在以5×1013K/s的冷却速率凝固时,虽然最终是晶态结构,但晶化程度非常低,可以认为5×1013K/s即Mg熔体凝固形成非晶态的临界冷却速率；随着冷却速率的降低,凝固时间的增加,当分别以1×1013K/s、1×1012K/s的冷却速率凝固时,体系最终凝固为晶化程度逐渐增高而且是以1421键对以及1422键对为主体的HCP晶态结构；当分别以5×1013K/s、1×1013K/s、1×1012K/s的冷却速率形成晶体结构的过程中,结晶温度分别为543K、643K、743K,即冷却速率越慢,其结晶温度越接近Mg准静冷过程的凝固点(920K),晶化程度也越高；在5×1014K/s、5×1013K/s、1×1013K/s、1×1012K/s各个冷却速率下,纯镁熔体的凝固过程中都出现了1441键对与1661键对表征的BCC结构,在快速冷却形成非晶的情况下,少部分1441键对与1661键对被保留了下来；在慢冷形成晶体的情况下,大部分1441键对与1661键对最终演化形成表征HCP构型的1421键对与1422键对；最后,通过VMD分子动力学可视化工具可以直观的看到,在5×1014K/s冷却速率下,原子最终处于无序排列状态；在5×1013K/s冷却速率下,原子大体上排列是有序的,但有序度不高；在1×1013K/s、1×1012K/s冷却速率下,体系的有序度已经很高,而且在1×1012K/s冷却速率下原子的有序度最高。这足以证明在5×1014K/s冷却速率下,纯镁熔体最终形成无序的非晶态结构,而在5×1013K/s、1×1013K/s、1×1012K/s冷却速率下,纯镁熔体最终形成有序的晶态结构,而且随着冷却速率的降低,有序度逐渐增大。