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本文针对镁合金存在的力学性能,尤其是高温力学性能较低的问题,较全面的研究了混合稀土、锶等合金化,以及Mg2Si自生粒子对Mg-Al合金组织、室温力学性能、高温力学性能及高温性能稳定性等的影响,并从热力学及动力学角度进行了Si与Mg-Al合金熔体的反应可行性分析,推导了SiO2与Mg-Al合金液反应机理,建立了反应动力学模型。 研究结果表明,Sr对Mg-Al合金具有较好的细化效果,0.1%的Sr使固溶处理后的晶粒尺寸由120-160μm减小到50-80μm;T6状态下室温抗拉强度由147.77MPa增长为183.25MPa,维氏硬度由85增长为102。RE对提高含铝镁合金的力学性能特别是耐热性能具有良好的效果,2%的RE与合金中的Al形成针状或片状高熔点的Al11RE3增强相,跨于晶界并深入晶内;T6状态下室温抗拉强度增加到173.25MPa,维氏硬度增加到103;断口形貌变为由浅韧窝、窄台阶组成的韧性混合断口。 SiO2粉末与Mg-Al合金自生反应生成Mg2Si增强相,研究发现随着SiO2加入量的增加,Mg2Si颗粒形态逐渐由共晶态的针条状转变为初生态的箭头或汉字状;复合后T6状态下材料的室温抗拉强度和维氏硬度分别提高了20.7%和22.3%,200℃和250℃高温抗拉强度分别为111.2MPa和79.6MPa。 另外研究还发现,Sr对复合材料中Mg2Si有变质效果,减小Mg2Si颗粒尺寸,RE合金化使组织中针状或片状处形成了RE、Si等元素的聚集,可能归因于部分Al11RE3作为Mg2Si相形核基底或者RE-Si新相的形成;T6状态下Sr、RE合金化后的复合材料室温抗拉强度分别提高了7.2%和5.1%,维氏硬度分别提高了5.8%和7.7%,200℃高温抗拉强度增长为123.4MPa和143.3MPa,250℃高温强度为87.6MPa和95.5MPa。