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随着能源的日益枯竭,轻量化已经工业的主流目标。镁合金是目前密度最小的工程常用轻质合金,在工业上的应用越来越广泛。但镁合金强度低、塑性差,且耐腐蚀性能和耐磨性能都较铝合金差,大大限制了镁合金的应用,通过向镁合金内加入不连续增强体能有效克服这些问题。本文采用半固态机械搅拌浇铸工艺制备石墨/AZ91D复合材料,为提高机械搅拌效率,优化设备,通过ANSYS（fluent）模拟探索搅拌杆叶片倾斜角度、叶片数量及叶片长度和宽度对机械搅拌效果的影响,分析搅拌筋在搅拌过程中的作用和原理。本文探索了机械搅拌温度、速度和时间及对石墨在AZ91D镁合金基体中分布的影响,同时优化了石墨的加入方式。并通过机械搅拌铸造工艺制备了不同质量分数的石墨（镍包石墨）/AZ91D复合材料。观察复合材料组织发现铸态石墨（镍包石墨）/AZ91D复合材料内部存在大量气孔、缩松和增强相团聚等缺陷,这些缺陷的存在大大降低了复合材料的力学性能,必须通过后续热加工来消除这些缺陷,提升复合材料力学性能。为消除铸态组织缺陷,探索镁基复合材料半固态成型工艺,本文采用半固态模锻成形复合材料薄壁三通件,同时探索最佳的半固态成型工艺。锻态复合材料中气孔和缩孔被焊合,石墨团聚内部空隙被基体材料完全填充,材料密度上升,达到石墨/AZ91D复合材料理论密度,力学性能较铸态也明显提升。随着复合材料中的石墨和镍包石墨质量分数的增加,复合材料抗拉强度先增大后减小,在0.5%处达到最大值,达到160MPa,且增强相为镍包石墨的复合材料抗拉强度要略优于增强相为石墨的复合材料,达到180MPa。石墨的加入可以极大的抑制脆性介质Mg17Al12的析出,但石墨颗粒周围分布着大量成份含Al的第二项,其中可能存在脆性介质Al4C3,影响材料性能,镍包石墨周围的第二项要少很多。载荷较小时,石墨/AZ91D复合材料的磨损率相对于基体材料变化不明显,石墨增强相的作用并不明显。随着载荷的增加,摩擦磨损过程中石墨在摩擦面之间形成一层黑色润滑膜,载荷越大,润滑膜面积也越大,复合材料的摩擦系数逐渐减小,磨损量也在逐渐减小,材料的耐磨性提升11%。