镁锂合金作为最轻的金属结构材料,由于其具备密度低、比强度和比刚度高等优良性能,在汽车、航空航天、和电子工业中得到了越来越广泛地关注。但是,镁锂合金也存在强度较低,铸锭缩孔缩松较多等先天缺陷,这些缺陷严重阻碍了镁锂合金在许多领域中的应用和发展。晶粒细化是一种能够同时有效提高工程合金强度和塑性的强化方法。根据Hall-Petch方程可知,晶粒尺寸对于金属材料的力学性能起到决定性的作用。因此,尽可能的减小金属材料的晶粒尺寸从而得到更加优良的力学性能是很有必要的。本文系统地研究了添加Al-5Ti-1B中间合金细化剂的α相Mg-5Li-3Al合金和α+β双相Mg-8Li-3Al合金的晶粒细化效率和细化机理及其对合金力学性能的影响。采用真空熔炼法制备了添加不同含量（0¹.5 wt%）Al-5Ti-1B中间合金的α相Mg-5Li-3Al合金和α+β双相Mg-8Li-3Al合金。利用金相显微镜、XRD、SEM、EDS和电子万能拉伸试验机对各组分合金的组织和性能进行了表征和测试。研究结果显示,α相Mg-5Li-3Al和α+β双相Mg-8Li-3Al合金的平均晶粒尺寸随Al-5Ti-1B添加量的增加而显著减小,晶粒尺寸的减小导致了合金强度和塑性的明显提高。当添加1.0 wt%Al-5Ti-1B时,铸态Mg-5Li-3Al合金的平均晶粒尺寸由120μm减小到50μm,减小幅度达58.3%;合金的抗拉强度和延伸率分别从154 MPa和7.8%提高到216 MPa和12.2%,提高幅度分别达40.3%和56.4%;铸态Mg-8Li-3Al合金的α相组织得到明显的细化和球化,合金抗拉强度和延伸率分别从138 MPa和10.2%提高到167 MPa和17.8%,提高幅度分别达21.0%和74.5%;因此,合金的强化机制为细晶强化。另外,轧制态α+β双相Mg-8Li-3Al合金的平均晶粒尺寸由108μm减小到48μm,减小幅度达55.6%。通过X射线衍射分析和能谱分析可知Al-5Ti-1B中间合金细化剂由α-Al、Al₃Ti和TiB₂三种相组成,并且合金基体和细化剂之间没有发生任何化学反应而产生新相。另外,合金XRD分析结果显示没有Al₃Ti相,因此只有化合物TiB₂参与了合金的晶粒细化过程。应用以二维平面错配度方程为理论依据的晶体学计算和能谱分析的综合研究方法,得到TiB₂是α-Mg和β-Li有效的异质形核中心的结论。首先,通过能谱分析发现在α-Mg和β-Li晶粒中均存在细小的TiB₂颗粒。另外,当晶体学位向关系选取为（0001）_TiB2//（0001）_α-Mg和（0001）_TiB2//（111）_β-Li时,TiB₂与α-Mg和β-Li之间的最小错配度分别为5.6%和6.73%,符合异质形核的错配度条件,所以合金晶粒细化机理为异质形核,即在合金凝固过程中,大量的形核中心的存在提高了形核率,从而使晶粒细化。此外,通过计算得到理论上TiB₂颗粒在α相Mg-5Li-3Al合金和α+β双相Mg-8Li-3Al合金中的利用率均较高,分别为47.6%和67.3%。