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镁合金是目前应用的最轻的金属结构材料，具有巨大的应用潜力，而且半固态成形被认为是镁合金最有发展前途的新型成形技术。由于触变成形在半固态金属坯料的加热、输送过程中比较方便，容易实现自动化操作，因此触变成形是当前金属半固态成形的主要工艺方法。因此，开发新型半固态镁合金材料具有很好的发展前景。本文以Mg-xCu为研究对象，研究Cu含量变化对合金组织性能和半固态非枝晶组织的影响。分析其组织性能和在等温热处理过程中的组织演变情况，并对其机理进行探讨。本实验结合Mg-Cu二元相图将Cu的质量分数定为0.5%、1%、3%、5%、7%、9%和11%。试验结果表明，Mg-xCu镁合金随着Cu的质量分数的增加，铸态合金的显微组织由树枝晶逐渐转变为蔷薇状的等轴晶，合金的晶粒也逐渐细化；拉伸强度随着Cu含量的增加而增加，当Cu含量11%抗拉强度达到最大值166MPa；延伸率随着Cu含量的增加先降低后上升，Cu含量11%时达到最大值6.62%；硬度随着Cu含量的增加硬度持续上升，当Cu含量11%达到最大值56.9HV；铸态断口形貌随着Cu含量增加，由少量撕裂棱出现到撕裂棱增多且有韧窝出现。在Mg-xCu镁合金用等温热处理法制备半固态非枝晶浆料的过程中，可以看到随Cu含量的增加，合金的固液两相温度区间增大，制备出非枝晶半固态浆料的最低温度降低，半固态初生颗粒的尺寸越细小、圆整度越好且制备出的浆料随加热温度和加热时间规律性也变好。在部分重熔的过程中，合金的组织演变过程可分为以下阶段：因枝晶间共晶组织的熔解而引起的初期快速粗化阶段、剩余共晶组织的熔化而引起的组织分离阶段、初生固相颗粒部分熔化所致的球状化阶段和最后的因合并和Ostwald熟化引起的粗化阶段。当Cu含量为7%、9%、11%时,合金半固态重熔组织中的初生固相颗粒的平均等积圆直径较小,比较容易获得理想的半固态非枝晶浆料。通过对Mg-x%Cu(x=7、9、11)半固态组织的中颗粒平均直径、形状系数、固相率的综合计算分析，最终得到：Mg-7%Cu在620℃保温45min后得到的半固态初生固相颗粒的平均等积圆直径为68μm，形状系数为1.58,固相体积分数为34.1%；Mg-9%Cu在610℃保温45min后得到的半固态初生固相颗粒的平均等积圆直径为53μm，形状系数为1.55,固相体积分数为40.03%；Mg-11%Cu在600℃保温30min后得到的半固态初生固相颗粒的平均等积圆直径为58μm，形状系数为2.07,固相体积分数为49.62%。