在无可控气氛保护条件下采用粉末原位合成工艺成功制备了具有良好界面的Mg-50％Al4C3中间合金，利用XRD、SEM和EDS分析中间合金的物相组成、微观形貌及微区成分。 本文以AZ31B合金为研究对象，选用原位制备的Mg-50％Al4C3中间合金为晶粒细化剂，研究单独添加Al4C3以及Al4C3与Ce、Ca、Sr的复合加入对合金组织的细化作用及性能的影响，同时也探讨了Al4C3以及合金元素的晶粒细化机制。通过二维点阵模型计算Mg和Al4C3在低指数晶面(0001)上沿三个低指数晶向的面错配度为3.79％，并且(1010-)Mg//(1010-)Al4C3有最小的二维点阵错配度为3.35％，这两组晶格错配度都小于6％，从理论上证明了Al4C3可以作为初生α-Mg的异质晶核。并用能谱分析证实了Al4C3可以作为初生α-Mg的良好异质晶核。 利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段分析了合金的微观组织，结果表明，Al4C3和Ce、Ca、Sr的复合添加使得AZ31B合金的组织显著细化。 在本试验条件下，单独加入1.1wt％Al4C3，合金晶粒尺寸最小。当Al4C3含量为0.5wt％，Ce、Ca、Sr的含量分别为0.3wt％、0.1wt％、0.1wt％时，复合添加对AZ31B合金的晶粒细化效果达到最佳，且Al4C3和Ce的复合添加产生新相Al4Ce。随着Al4C3的加入，初生α-Mg由粗大的花瓣状枝晶逐渐得到细化，一次枝晶臂的生长方式由对称生长变为非对称生长，二次枝晶臂开始出现，并且变的细小，枝晶间距变小，β相由连续网状分布转变为不连续的网状的分布，出现了较多的细小弥散的颗粒。 在复合添加Al4C3和Sr后，初生α-Mg枝晶呈现六方对称生长，枝晶组织的形貌生明显变化，由发达的树枝晶状团聚成蔷薇状或近似球状。 拉伸实验和硬度测试结果表明，在T6条件下，单独添加Al4C3以及Al4C3与Ce、Ca、Sr的复合添加能显著提高AZ31B合金的硬度和抗拉强度，延伸率也有一定的提高，利用极化曲线法研究了合金在3.5％NaCl溶液中的腐蚀规律和腐蚀机理。 结果表明，Al4C3和Ce对AZ31B合金的耐蚀性有较强的改善作用，而碱土元素Ca、Sr的加入对合金的耐腐蚀性能提高程度有限。腐蚀机理的研究发现，显微组织的细化，以及合金元素Ce、Ca、Sr对于合金腐蚀性能产生一定的影响，最终使得AZ31B合金的腐蚀性能得到改善。