Mg-Al系合金是民用领域应用最广泛的轻质金属结构材料，晶粒细化是改善其性能的有效途径，其中碳质孕育细化法被认为是最有发展前景和应用潜力的细化方法。但该工艺的细化效果易于受到Fe（Mn）元素的抑制，且其抑制效果与碳质晶核“毒化”机制及其与工艺条件间的关系尚不明确，现有研究结果相互矛盾。本文选择Mg-3Al合金为基体材料，首先针对Fe（Mn）添加和碳质孕育交互处理顺序对细化效果的影响规律进行了研究，进而探讨了含和不含Fe（Mn）的Mg-3Al合金碳质孕育细化后保温时间对其晶粒尺度的影响规律，并对碳质晶核与可能物相间的位向匹配关系进行了理论计算，揭示了Fe（Mn）可能的影响机制，取得了以下研究成果：Fe（Mn）对Mg-3Al合金碳质孕育细化效果的影响与Fe（Mn）添加和碳质孕育交互处理顺序密切相关，即若Fe（Mn）预先存在于Mg-3Al熔体再碳质孕育，则Fe（Mn）对细化效果无明显影响；反之，Fe（Mn）会显著抑制细化效果。碳质孕育与Fe（Mn）添加交互处理后的合金熔体中存在四种类型粒子，即Al₄C₃、Al-（C）-Fe（Mn）相表面包覆有Al₄C₃的双相粒子、Al₄C₃表层包覆有Al-（C）-Fe（Mn）相的双相粒子以及单相Al-C-Fe（Mn）粒子。四种粒子在熔体中的相对数量应是决定晶粒细化尺度的主要因素，在先Fe（Mn）添加再碳质孕育处理的合金中主要含有前两种可以作为-Mg有效形核核心粒子；而后两种粒子则存在于先碳质孕育再Fe（Mn）添加处理的合金熔体中且这两种粒子不是初晶-Mg有效形核核心，即晶核被“毒化”，并导致晶粒粗化。对于Mg-3Al合金，碳质孕育后其晶粒尺度随保温时间的延长并无明显变化，不会出现明显孕育衰退。但当合金熔体中含有少量Fe（Mn）时，碳质孕育后保温超过30分钟后晶粒即开始粗化，出现显著孕育衰退。Mg-3Al合金中细小尺寸的Al₄C₃粒子随着保温时间延长会自身长大或相互聚集变大，而尺寸相对较大的Al₄C₃粒子其尺寸大小及分布密度则基本不变，故不会出现明显孕育衰退。添加Fe（Mn）后，当保温时间在20min内时，合金组织中有效形核粒子主要以Al₄C₃和Al₄C₃表层包覆Al-（C）-Fe（Mn）相的双相粒子为主。但随保温时间进一步延长，一方面可能因有效形核粒子发生聚集沉降，使其数量和比例下降，同时双相Al-C-Fe（Mn）粒子也会转变为单相Al-C-Fe（Mn）化合物颗粒，从从而导致晶粒显著粗化，出现明显孕育衰退。对于Al-C-Fe（Mn）三元合金相，其最可能为AlCFe₃（AlCMn₃）相。本文最后基于“边-边匹配”模型计算其与Mg和Al₄C₃间的位向匹配关系，以为Fe（Mn）“毒化”机制及Al-（C）-Fe（Mn）相表面包覆Al₄C₃的双相粒子的生成提供一定的理论支持。计算结果表明AlCFe₃（AlCMn₃）与-Mg间不存在位向关系，即AlCFe₃（AlCMn₃）不能作为-Mg的有效形核核心。而AlCFe₃（AlCMn₃）与Al₄C₃间则存在位向关系，这将有利于可以作为-Mg有效形核核心的AlCFe₃（AlCMn₃）相表面包覆Al₄C₃的双相粒子的生成。因此，Fe（Mn）对碳质孕育细化效果的影响关键在于是否有利于Al-（C）-Fe（Mn）相表面包覆有Al₄C₃的双相粒子生成，否则倾向于晶核“毒化”。