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镁合金以其比强度、比刚度高、密度小等特点在工业领域显示出了广阔的应用前景,其良好的铸造性不仅能降低商品成本,同时也为镁合金铸造改性研究领域带来诸多路径。由于单一材料具有一定的性能局限性,人们常根据设计所需功能要求或工作条件的不同,通过化学或物理的方式制备出新的金属基复合材料,以满足零、构件性能要求,原位自生镁基复合材料由于其制备工艺简便,成本相对低廉的特点,已成为复合材料研究的热门。近年来,科研人员研究发现在合金熔炼过程导入外场处理或添加微量的稀土,能够显著改善基体组织形貌,减小其尺寸大小,提高了合金性能。本实验以常规铸造法制备获得原位自生Mg2Si/AZ91镁基复合材料（以下简称原位Mg2Si/AZ91复合材料）,研究超声波、脉冲磁场、稀土Er和Gd对原位Mg2Si/AZ91复合材料的组织和性能影响,并分别分析作用机理,试验结果表明:1)随着超声波的加入,原位Mg2Si/AZ91复合材料的基体晶粒细化明显,初生Mg2Si相由粗大块状转变为颗粒状,共晶β-Mg17Al12相析出较少,并呈断网状。相比超声处理时间和功率,超声处理温度对复合材料的抗拉强度和延伸率影响更大。当超声处理温度为690℃、超声功率700W、超声处理65s时,复合材料的抗拉强度和延伸率最佳,抗拉强度由处理时的167MPa提高至209MPa,延伸率由1.8%提高至3.4%,分别提升了25%和89%。2)随着稀土元素Er的加入,原位Mg2Si/AZ91复合材料的晶粒大小随Er含量的增加呈现先减后增的趋势,当Er含量为0.5wt%时,复合材料的铸态组织的细化效果最明显,初生Mg2Si相的平均尺寸从50μm减小至20μm,形态从缺陷多面体装转变为小块状,并且分布比较均匀,其抗拉强度和伸长率分别达到190MPa和2.7%,相比未添加时提高13%和50%。3)随着稀土元素Gd的加入,原位Mg2Si/AZ91复合材料的晶粒大小随Gd含量的增加呈现先减后增的趋势,当Gd含量为0.9wt%时,复合材料的铸态组织的细化效果最明显,初生Mg2Si相的平均尺寸从50μm缩减至25μm,形态从大块多面体转变为小块状,β-Mg17Al12相形貌由粗大连续骨骼状转变为短小棒状。其抗拉强度和伸长率分别达到187MPa和2.6%,相比未添加时分别提高了11%和44%。4)在脉冲磁场的作用下,原位Mg2Si/AZ91复合材料的基体晶粒细化明显,初生Mg2Si相由粗大块状转变为颗粒状,当模具预热温度在250-400℃、脉冲电压在0-200V、脉冲频率在2.0-8.0Hz内时,复合材料的晶粒尺寸均有先减后增的趋势。