Mg-Al系耐热镁合金可以适用于汽车动力系统,而且性能和成本优势最为明显,然而其使用温度较低限制了其在工业上的大规模使用。而碱土元素Ca和稀土元素Sm复合合金化可以起到阻燃、变质、合金强化以及净化熔体作用,因此可以显著改善Mg-Al系合金的综合性能。所以本文通过复合添加Ca和Sm研究Al含量对Mg-Al系合金凝固过程和稳定性能的影响,开发一种新型的Mg-Al-Ca-Sm耐热镁合金。本文通过运用XRD、OM、SEM、EDS、TEM、硬度测试、拉伸性能测试、凝固曲线测定、重熔-水淬试验、等温处理实验等多种测试分析手段,研究了不同Al含量对Mg-Al-Ca-Sm合金微观组织、力学性能、凝固过程和高温稳定性能的影响规律。研究表明:1.随着Al含量从3%增加到12%,晶粒尺寸由32.14μm增大到41.05μm,(Mg,Al)2Ca相和Al11Sm3相消失,且生成新的金属间相β-Mg17Al12相,合金的抗拉强度在Al含量为9%时达到最大值149.7 MPa。2.Mg-Al-Ca-Sm合金凝固顺序大体相同,第二相的形成顺序是α-Mg固溶体、Al2Sm相、Al11Sm3相、Al2Ca相、(Mg,Al)2Ca相、β-Mg17Al12相,不同之处在于只有Al含量为3%时会形成Al11Sm3相和(Mg,Al)2Ca相,而β-Mg17Al12相只在Al含量高于6%的条件下生成。3.Mg-Al-Ca-Sm合金中的Al2Sm相、Al2Ca相和Al11Sm3相在200℃中温条件下是稳定相。但在450℃等温处理过程中,β-Mg17Al12相固溶进入α-Mg基体中,Al11Sm3相和(Mg,Al)2Ca相发生了相变,只有Al2Sm相和Al2Ca相为高温稳定相。