Mg₂Si/Al复合材料是一种轻质、高强、低成本、低膨胀、耐热、耐磨的铝基复合材料，该复合材料中的增强体具有生成容易、制备方便，与基体相容性好、界面干净、结合强度高、且有适当的硬度和模量的特征，但Mg₂Si/Al复合材料的致命弱点是韧性低，脆性大。金属半固态成形具有减少宏观偏析，细化合金晶粒，减少气孔、缩孔，防止内部缺陷，提高组织致密性及力学性能等优点，半固态成形技术的出现为Mg₂Si/Al复合材料韧化问题的解决提供了可能。本论文利用等温热处理法来制备半固态挤压Mg₂Si/Al复合材料，研究等温温度、等温时间和挤压比压等工艺参数对半固态组织的影响，探讨等温过程中的球化机制，研究半固态挤压复合材料的热处理工艺及其磨损特性。本文的研究结果如下：（1）实验发现普通重力铸造、液态模锻和半固态挤压三种成形方法制备的Mg₂Si/Al复合材料都主要是α-Al基体、初生Mg₂Si增强相、及共晶Mg₂Si、Si、CuAl2组成，只是这些组成相在显微组织中的形态以及含量有区别；实验表明液态模锻成形过程中，在压力作用下凝固结晶的Mg₂Si/Al复合材料，晶粒得到了细化，黑色增强相Mg₂Si的外形发生了圆整化，白色α-Al晶粒尺寸变小且分布更加均匀，同时出现了球化的趋势，共晶组织由粗大的针状或纤维状变成了细针状或蠕虫状颗粒；经过半固态挤压成形的Mg₂Si/Al复合材料显微组织中，增强相和α-Al出现了双球化效果；共晶组织变得更细小，呈细的网状分布，有部分共晶组织在等温热处理过程中熔化析出了共晶Al和共晶Mg₂Si，并且有部分共晶Al在共晶组织内融合形成了细小的球状α-Al相。（2）对比不同成形条件下的Mg₂Si/Al复合材料的布氏硬度值，发现与普通重力铸造复合材料的布氏硬度相比，液态模锻复合材料提高了23.5%，而半固态挤压复合材料提高幅度最大，达到了39%。（3）对半固态挤压Mg₂Si/Al复合材料的工艺参数进行了研究，发现在等温温度为565°C，等温时间为60min时，复合材料的显微组织中增强相与α-Al的双球化效果最好，并且其布氏硬度值也是最大的；挤压比压对半固态挤压复合材料的显微组织无明显变化，但有利于组织的致密，提高了复合材料的硬度值。（4）等温热处理的过程中，显微组织中能够形成增强相与基体的双球化效果，并且有部分低熔点的共晶组织会熔化析出共晶Al和共晶Mg₂Si。析出的共晶Al有一部分与α-Al融合，另一部分在共晶组织中融合形成细小的球状α-Al相；析出的共晶Mg₂Si有一部分与初生Mg₂Si相融合，还有一部分会在α-Al或共晶组织内形成细小的球状Mg₂Si相。（5）实验表明，经过T6热处理后，半固态挤压复合材料的硬度得到明显增加，当时效时间达到4h时，复合材料的硬度值最大，此时在复合材料的显微组织中，有细小的点状或蠕虫状颗粒析出，有利于提高材料的整体性能；复合材料经T6热处理后，与普通重力铸造的相比，半固态挤压复合材料的抗拉强度和延伸率都大幅度提高，分别提高了14.2%和138.6%，这说明半固态挤压成形技术有利于提高Mg₂Si/Al复合材料的韧性。（6）通过磨损实验发现，在相同的磨粒粒度，改变载荷的条件下，半固态挤压成形的复合材料具有较强的耐磨特性，在不同的磨粒粒度条件下，与普通重力铸造和液态模锻成形的复合材料相比，半固态挤压成形的复合材料仍具有更高的耐磨性；研究表明，半固态挤压后的复合材料耐磨性提高的原因是，在磨粒磨损的过程中，半固态挤压后的复合材料，其共晶组织细化，Mg₂Si增强相和α-Al出现了双球化效果，分布更均匀了，提高了增强相与基体的结合能力，同时由于压力的作用，组织变得更加致密，有效提高了增强相的支持作用，并且不容易破碎，很大程度抑制了材料出现塑性变形的情况，明显增强了材料的抗塑性流动的能力，从而致使半固态挤压成形复合材料的耐磨性高于普通重力铸造和液体模锻成形的复合材料。