镁合金被誉为二十一世纪的绿色工程材料,利用变质剂细化Mg-Al基镁合金,不但能够降低其加工制品的成本,满足日益增加的对多规格、多品种镁合金的需求,而且将进一步地促进其在汽车、航空、通讯、电子、机械等领域的更为广泛地应用。因此,各国研究者对此进行了大量的研究,然而到目前为止并没有获得突破性进展。本文通X射线衍射,过光学显微镱、扫描电镱及能谱成分分析对ZnCO3、Al-Mn中间合金、A1-Co中间合金分别添加至AZ31和AM60镁合金中的细化行为进行了研究,获得了以下主要研究成果：ZnC03分别添加至AZ31和AM60镁合金后,都产生了显著的细化效果。当添加至AZ31镁合金中,随着ZnCO3添加量有0.3wt.%增加至1.2wt.%时,晶粒发生了显著地细化,当继续增加ZnCO3添加量时,晶粒发生明显的长大。确定了添加量为1.2wt.%,静置时间为30min时,晶粒细化效果最佳,即由原来的90μm减小到52μm。在对AM60的细化过程中发现,随着ZnCO3添加量由0.3wt.%增加至1.2wt.%时,晶粒发生了显著地细化,确定了添加量为1.2wt.%,静置时间为45min时,晶粒细化效果最佳,即由原来的90μm减小到45μm。通过对添力(?) ZnCO3的AM60铸态组织及成分分析结果表明,细化行为来自于ZnCO3分解后生成的ZnO的异质形核作用。由A18Mn5和ε-A1Mn组成的双相Al-66wt.%Mn合金添加至AM60镁合金起到了显著地细化效果。且当A1-66wt.%Mn合金的添加量≥1wt.%时,其对AM60镁合金晶粒尺寸的细化效果趋于稳定。确定了在熔炼温度为750℃时,A1-66wt.%Mn的最佳添加量为1%,最佳静置时间为30min,晶粒细化效果最明显,即由原始的90μm减小到45μm,减小了50%,此时晶粒更为均匀。另一方面,由单一A1Co相构成的Al-70wt.%Co合金对AM60镁合金细化作用的研究结果表明,Al-70wt.%Co对AM60镁合金晶粒也起到了明显的细化作用。且当A1-70wt.%Co合金的添加量≥1wt.%时,其对AM60镁合金晶粒尺寸的细化效果趋于稳定。确定了在熔炼温度为750℃时,A1-70wt.%Co的最佳添加量为1%,最佳静置时间为30min,晶粒细化效果最明显,即由原始的90μm减小到48μm。这表明了含有具有hcp结构的ε-AlMn相的A1-Mn中间合金及含有具有bcc结构的AlCo相的A1Co中间合金对AM60镁合金具有相当的细化效果。这意味着采用金属间化合物作为变质剂添加到Mg-Al基合金中的细化机理除考虑晶格匹配外,还应该分析元素的抑制长大因子。研究结果表明,单独加入ZnCO3和A1-66wt.%Mn、Al-70wt.%Co都能显著地细化AZ31、AM60镁合金,在最佳工艺条件下,晶粒尺寸分别减小了44%、50%和50%、46%其中以ZnCO3和Al-66wt.%Mn中间合金的添加到AM60细化效果最好。硬度测试结果表明添加上述三种变质剂后,AZ31、AM60镁合金铸态的硬度均得到了一定的提高。