AZ系镁合金是目前应用最广泛的镁合金体系,具有铸造性能好、成本低、适用范围比较广等优势,但其力学性能与其他一些合金相比还有一定差距,在一定程度上限制了AZ系镁合金的应用范围,因此提高AZ系镁合金力学性能,对AZ系镁合金的更广泛应用具有重大意义。本文在本课题组前期研究基础上选择AZ80-2Sn-2Ce镁合金作为研究对象,采用XRD、DSC、EDS、SEM和FESEM等表征手段对该镁合金中Al-Ce相的调控展开了一系列研究,期望通过控制Al-Ce相的形貌、大小及其分布,来改善合金的铸态组织,进而提升合金的力学性能的。本文首先分析了熔体超声处理对试验合金中Al-Ce相的影响。研究结果表明,合金组织主要由α-Mg、Mg₁₇Al₁₂、Al₄Ce和少量的Mg₂Sn相构成。在未施加超声处理的合金组织中,Al₄Ce相开始形核的形貌为颗粒状,随着时间的延长,一些较早形核的Al₄Ce相由颗粒状长成针状,随着Al₄Ce相进一步的生长,合金组织中有一部分针状Al₄Ce相转变为管状形貌。当超声功率为300W时,合金组织中Al₄Ce相有少量的管状变为块状,当超声功率为500W时,块状Al₄Ce相数量增加,组织中只有少量的管状Al₄Ce相,当超声功率为700W时,块状Al₄Ce相的尺寸变得更加粗大。产生上述这些现象的因素主要有三个,第一,由于Al₄Ce相晶体结构为体心四方结构,导致晶体在不同晶面上的生长速度不同,而Al₄Ce相的（001）晶面为非密排面,使得该晶面对Al、Ce原子的吸引力最强,最终导致Al₄Ce晶体在垂直于（001）晶面方向上的生长速度最快。随着Al₄Ce晶体尺寸的不断增大,使得晶体边缘处的Al、Ce原子向晶体中心处的扩散能力不断减弱,导致晶体中心位置处在一个贫Al和Ce原子的状态,此外Sn元素在Al₄Ce相中空位置富集,形成成分过冷,进一步限制了Al₄Ce相中心处的生长,两者共同作用造成晶体中心处停止生长而形成一个中空,使Al₄Ce相生长为管状形貌。第二,对试验合金熔体进行超声处理时,会在合金熔体中产生空化效应和声流效应,空化效应会导致熔体中形成强烈的冲击波,使合金中针状和管状Al₄Ce相破碎,形成颗粒状的Al₄Ce相。而声流效应会对熔体起到搅拌作用,增强了熔体中Al、Ce和Sn原子的扩散能力,使得Al₄Ce晶体边缘及中心处的Al、Ce和Sn原子分布更加均匀。所以导致合金熔体经过超声处理后,合金中针状和管状Al₄Ce相转变为块状。第三,由于超声处理的热效应,使得合金的冷却速度下降,且随着超声功率的增加,合金熔体中的热效应更加明显,因此超声功率为700W时,熔体的冷却速度最慢,增加了Al₄Ce相的生长时间,因此Al₄Ce相在超声功率为700W时,尺寸最为粗大。此外试验合金中的Al₄Ce相的大小不一,研究表明这是由于Al₄Ce相为高温相（其熔点为1235℃）,随着试验合金的冷却Al₄Ce相在熔体中不断形核与长大,先形核的Al₄Ce相有较长的生长时间且生长速度较快,使得其尺寸较大。后形核的Al₄Ce相由于之前的Al和Ce原子的消耗和生长时间较短,其尺寸较小。对施加不同超声功率后合金组织与力学性能进行对比,发现合金中Al₄Ce相的变化对试验合金力学性能有较显著影响,由于超声处理的空化效应,使得合金中针状和管状的Al₄Ce相破碎,增加了Al₄Ce相的形核核心,在合金中形成更多的Al₄Ce相,从而提升合金的抗拉强度和屈服强度,降低了合金的延伸率。但是由于超声处理的热效应,使得超声功率为500W、700W时,合金中的Al₄Ce相尺寸比300W时的尺寸更大,这反而恶化了合金的力学性能。此外通过初步探索凝固速度对试验合金中Al-Ce相的影响。发现凝固速度越快,合金中Al-Ce相大多数为针状且尺寸较小,凝固速度越慢,合金中管状Al-Ce相尺寸越大,这是因为随着凝固速度的增加,合金中Al、Sn、Ce元素还来不及析出,合金熔体就已经凝固,使Al₄Ce相形核生长时间减少,导致Al₄Ce相长成针状形貌且尺寸较小。