在金属材料生产中人们总是希望它们具有细的晶粒组织，因为晶粒越细小，其力学性能与塑性加工性能也越好。在熔炼铸造镁合金过程中如晶粒细化处理得当，则可以降低铸件凝固过程中的热裂倾向；在熔铸变形镁合金时若锭坯具有细小均匀的晶粒组织，则不但有良好加工性能，而且材料的各项性能也更高。因此，细化处理在镁合金熔炼铸造中是一道极为重要的关键性工序，不可等闲视之。

　　在熔炼铸造镁合金时，现有的细化晶粒措施有两类：变质处理和强外场作用。变质处理就是向熔体内添加高熔点物质，形成大量的异质晶核，获得细小的晶粒组织。强外场细化晶粒的机理就是向熔体施以电场、磁场、超声波、机械震动、搅拌等强场作用，促进熔体形核过程，并破坏已形成的枝晶，成为游离晶体，增加晶核数量，还可以强化物质传递，消除成分偏析。快速凝固也是有效的细化镁合金组织的措施，一方面可以提高熔体内的形核率，另方面可抑制晶核长大。目前，常用的镁合金变质剂有：含碳物质，C2Cl4和高熔点金属Zr、TiB、V等。

　　含碳变质剂

　　碳虽不固熔于镁，但可与镁反应生成Mg2C3和MgC2，成为异质晶核，细化晶粒。碳对Mg-Al系及Mg-Zn系合金有明显的晶粒细化作用，而对Mg-Mn系合金则几乎没有细化效果。C进入Mg-Al系合金熔体后，与Al形成大量细小、弥散的Al4C3质点，其晶格类型和晶格常数与镁的相应值很接近，是镁合金的良好形核质点，使镁合金的晶粒显著细化。

　　生产中常用的含碳变质剂有菱镁矿MgCO3、大理石CaCO3、白垩、石煤、焦炭、CO2、炭黑、天然气等，其中用的最多的是MgCO3与CaCO3。MgCO3加入Mg-Al合金熔体后发生如下反应：

　　MgCO3=MgO+CO3↑

　　MgCO3的加入量一般为镁合金熔体质量的0.5%~0.6%，熔体温度760℃~730℃，处理时间5min~8min。

　　C2Cl6是镁合金的常用变质剂之一，既有除气作用又有晶粒细化效果。加入C2Cl6后熔体中可形成Al-C-O化合物质点，是镁合金的良好结晶核心。有研究显示，AZ31合金经C2Cl6变质处理后，晶粒尺寸由280um下降到120um，抗拉强度明显提高。C2Cl6对ZM5合金的变质处理效果比MgCO3的高得多。用C2Cl6与其他变质剂组成的复合变质剂有更高的变质效果。C2Cl6的用量为炉料质量的5%~8%，熔体温度为740℃~760℃。

　　其他变质剂

　　锆对Mg-Zn系、Mg-RE系和Mg-Ca系镁合金有明显的晶粒细化作用，在镁合金生产中获得广泛应用，但其细化机理尚无统一认识。有人认为，镁-锆合金的晶粒细化效果主要来自固溶于镁中的那部分锆，而其余的锆的细化作用仅约占30%。不同的镁合金虽含有等量的锆，但其晶粒细化效果却有着明显的差别。

　　含锆的镁合金在精炼后，杂质都沉于坩埚底部，为避免杂质混入铸件中，浇入铸型后坩埚仍应保留足够的熔体，一般不得少于炉料量的15%，浇注时宜平稳，尽量避免熔体过分湍流和溢出，同时应静置足够的时间。

　　Mg-Al合金在变质处理后需进行精炼，但以锆细化晶粒的ZM1、ZM2、ZM3、ZM4、ZM6合金不需要精炼。向Mg-Zn系合金添加0.5%Zr可取得良好的变质效果；0.5%Sc+（0.3~0.5）% Sm可明显细化Mg-Mn系合金的晶粒；0.2%La~0.8%La对Mg－Mn系合金也有显著的晶粒细化作用。