颗粒增强铝、镁基复合材料具备较高的比强度、比刚度、良好的热稳定性和耐磨性这些优良的性能,在汽车和高速列车减重和轻量化上具有潜在的应用前景。国内外大量研究人员对此进行了广泛的研究和探索。但铝、镁合金较钢铁材料,强度低和耐磨性差难以满足材料的性能需求。这是由于轻质Mg-Si合金和Al-Mg-Si合金在凝固过程中极易形成金属间化合物Mg₂Si,其形貌是以粗大树枝晶和汉字状共晶组织存在。粗大树枝晶和汉字状共晶Mg₂Si在一定程度上会造成基体割裂而形成裂纹源,因而Mg-Si合金及Al-Mg-Si合金的强度与韧性较低,在一定程度上制约了材料的应用。因此,对轻质Mg-Si合金及Al-Mg-Si合金中的初生和共晶Mg₂Si进行形貌调控和细化以提高合金的强韧性,是目前Mg₂Si增强轻质合金研究领域函待解决的重要课题。Mg₂Si作为增强体,也可称为Mg₂Si/Mg和Mg₂Si/Al的一种特殊的复合材料。近年来,国内外专家学者对熔体中初生Mg₂Si生长过程进行了大量研究,如通过加入变质元素来调控初生Mg₂Si形貌和尺寸,取得了卓有成效的进展。但目前的研究主要集中力学性能方面,而对不同形貌的初生及共晶Mg₂Si颗粒增强复合金属材料的磨损性能研究较少。本文选取Mg₂Si/Mg和Mg₂Si/AZ91镁合金作为研究对象,针对Si含量对合金中Mg₂Si强化相组织形态和尺寸的影响进行研究;同时也探讨了不同Mg₂Si形态对上述镁合金强韧性和耐磨性的影响。本课题组探索出通过加入不同的变质元素（如:锶-锑（Sr-Sb）、铍（Be）、磷（P））,得到不同形貌的Mg₂Si颗粒。本文在此为基础上探讨了不同形貌Mg₂Si颗粒对半固态挤压Mg₂Si/Al铝合金的摩擦磨损行为及耐磨性能的影响。取得主要研究结果如下:（1）在不同载荷条件下（5N和35N）,随着Mg₂Si/Mg合金中Si含量的增加（从0%到15%）,Mg₂Si/Mg合金的相对耐磨性提高了27.3%和29.3%;揭示出Mg₂Si/Mg合金磨损最主要因素是犁削磨损,当Si元素的添加量逐渐增多时,初生Mg₂Si的颗粒数量不断的增多,提高了基体的抗磨性。（2）在不同载荷条件下（5 N和35 N）,随着Mg₂Si/AZ91合金中Si含量的增加（从0%到15%）,Mg₂Si/AZ91合金的相对耐磨性提高了31.5%和35.4%;表明对比Mg₂Si/Mg合金,在Mg₂Si/AZ91合金中增加Si含量能够显著提升材料耐磨性。揭示出Mg₂Si/AZ91合金的磨损机制主要也是犁削磨损,但随着Si含量的增加,AZ91合金的磨损表面的磨屑越来越少,磨损率逐渐下降,合金的耐磨损性有所提高。（3）在Mg₂Si/Al合金中,添加铍（Be）、磷（P）、锶-锑（Sr-Sb）等变质元素,得到不同形貌的初生Mg₂Si颗粒,树枝晶、八面体、立方体、十四面体耐磨性能在低载荷下并不明显,在高载荷下耐磨性能顺序为:树枝晶<八面体<立方体<十四面体。不同砂纸粒度实验结果同载荷结果一致,但差异并不明显。（4）揭示出Mg₂Si/Al合金的摩擦磨损机制是主要以磨粒磨损为主;通过对变质后初生Mg₂Si形貌观察,对比与立方体和八面体,十四面体可以看做是类球型,不存在明显的尖锐凸起,不易因摩擦而产生切屑,表明十四面体的初生Mg₂Si增强合金的耐磨性能明显好于立方体和八面体,八面体的耐磨性能最低。本文的实验研究为发展Mg-Al系轻质合金耐磨性提供实验数据和理论指导,为新型高性能优质铝、镁合金研发提供借鉴。