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Mg-4Li-1Ca（LX41）合金作为一种新型的三元镁锂合金系,具有低密度、力学性能优良和良好的生物相容性等特点,使得其在轻质结构材料和生物医用材料方面具有广阔的应用前景。然而,常规熔炼铸造制备的LX41合金中极易形成粗大共晶Mg2Ca相、并沿晶界分布,大大降低了合金的塑韧性及强度、同时使后续变形加工变得困难。因此,通过合理的合金成分设计及工艺控制,使LX41合金在铸态下获得细小、均匀分布的第二相颗粒,提高铸态合金的力学性能及加工成型性;再经轧制、ECAP挤压进一步细化组织和均匀分散颗粒、制备出高性能LX41合金结构材料,具有一定的理论研究意义和工程实用价值。本文采用普通重力铸造方法研究了微量纯Al添加、Mg-Al-Ca中间合金添加方式对LX41合金显微组织与力学性能的影响,以及Al-Si中间合金添加对Mg-4Li-1Ca-Al体系合金微观组织及力学性能的影响规律。同时,详细考察了Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）-0.5Si（Al-12Si）合金的固溶处理制度、确立了最佳固溶热处理工艺。随后对各含Si合金进行ECAP挤压,考察强塑性变形对该体系合金组织转变和力学性能的影响。采用XRD、OM、SEM/EDS对铸态、热处理、轧制态和ECAP态合金进行物相成分鉴定、微观组织观察及断口分析。采用Instron万能拉伸试验机对合金进行拉伸力学性能测试。主要结果如下:（1）微量纯Al加入到Mg-4Li-1Ca（Mg-30Ca）中,铸态合金第二相由Mg2Ca相转变为（Mg,Al）2Ca相,数量显著增多且以粗大网状二元共晶相（α-Mg+（Mg,Al）2Ca）分布于晶界。当Ca、Al以Mg-8Al-18Ca共晶中间合金添加时,铸态合金中的第二相颗粒数量激增、α-Mg晶粒被显著细化,同时在α-Mg晶粒内还均匀弥散分布着大量纳米尺度（Mg,Al）2Ca团簇颗粒,导致该铸态合金的抗拉强度、伸长率分别为119MPa和3.6%。较未加Al、纯Al添加合金分别提高48.7%、163.0%;30.7%、157.1%。由于基体晶粒尺寸粗大、粗大第二相颗粒沿晶界分布特征,铸态Mg-4Li-1Ca（Mg-30Ca）和Mg-4Li-1Ca（Mg-30Ca）-0.44 Al合金经轧制变形后晶粒被拉长、形成典型带状组织。而Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）合金经轧制变形后,α-Mg基体晶粒和第二相颗粒显著细化且均匀分散、形成均匀细小的微观组织,使合金的力学性能大幅度提升为103MPa、213MPa和10.3%。（2）Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）-x Si（Al-12Si）（x=0;0.2;0.5;1wt.%）合金中,当x=0 wt.%时,合金主要由α-Mg和（Mg,Al）2Ca相组成。当x=0.2 wt.%时,有新的Al Li相和Ca Mg Si相生成,且Al Li相以（Mg,Al）2Ca相为形核核心进行形核并长大。当x=0.5 wt.%时,Al Li相和（Mg,Al）2Ca相团簇聚集。当x=1 wt.%时,有Mg2Si相生成,且以块状存在于α-Mg中。由于第二相颗粒细小、数量较少且分布均匀,Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）-0.2Si（Al-12Si）合金其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为86 MPa、170 MPa和3.7%,综合力学性能最优。而更高Al、Si含量合金中由于大量第二相以粗大网状团簇聚集于晶界、导致合金的塑韧性及强度大幅度降低。（3）Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）-0.5Si（Al-12Si）合金经固溶处理后,粗大网状（Mg,Al）2Ca共晶相先分解成细小颗粒之后随着固溶时间的延长又发生了聚集长大;层片状团簇的Al Li相随着固溶温度和时间的增加,在不断地进行分解并大量固溶于α-Mg晶粒内形成纳米溶质团簇,而Ca Mg Si相结构稳定,在各温度下均不发生溶解、也未长大。综合分析固溶处理微观组织变化及显微硬度结果,确定合金的最佳固溶处理工艺为400℃?1h。（4）合金经ECAP处理后,Al Li相和（Mg,Al）2Ca相分离,（Mg,Al）2Ca相以小颗粒状分布于α-Mg晶界,Al Li相以细条状均匀弥散分布于基体当中,显著强化了合金基体;Ca Mg Si相和Mg2Si相在挤压过程中均未发生变化。挤压态Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）-1Si（Al-12Si）合金力学性能最优。由于铸态下Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）-1Si（Al-12Si）合金在晶界处形成的网状第二相颗粒团簇在热挤压过程中被破碎细化和均匀分散,合金基体得到显著细化、并析出高密度纳米颗粒使得该合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为150MPa、293MPa和9.6%,较Mg-4Li-1Ca（Mg-8Al-18Ca）-0Si（Al-12Si）合金分别提高92.3%、87.8%、96.0%,力学性能得到大幅度提升。