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耐热镁合金一般都是稀土含量较高的稀土镁合金，它们在汽车制造业、国防工业、航空、航天等领域有着广阔的应用前景。Mg-Nd-Zn-Zr镁合金是“Mg-RE-Zr系”铸造镁合金的一种。该合金是以钕为主要合金元素的高强耐热镁合金，铸造性能良好，显微疏松倾向和壁厚敏感性低，室温和高温性能优异。目前对该系合金的研究主要集中在稀土元素（如Nd、Y、Ce、La等）、Zn以及挤压制备工艺等对该系合金组织和性能的影响；本文首次提出以高强度耐热镁合金Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr为基础，通过添加Sb微合金化和新的热处理工艺，探究元素Sb对Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr镁合金显微组织结构和力学性能的影响。本文通过X射线物相分析(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱分析、透射电子显微镜(TEM)、硬度测试以及室温拉伸试验等分析手段，系统地研究了微量Sb的变化对Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr-xSb合金组织和力学性能的影响，揭示了元素Sb对合金材料的强化机制。实验结果表明，在含Zr镁合金中加入微量的合金元素Sb，由于生成Mg3Sb2相，可以对Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr-xSb合金产生以下影响：进一步显著细化铸态、固溶态、时效态合金材料的晶粒尺寸，抑制合金材料晶粒长大；改善了铸态合金离异共晶相Mg12Nd的形貌、大小和分布；明显提高铸态、固溶态、时效态合金材料的硬度、强度和塑性。在不同热处理状态下，随着合金元素Sb含量的增加，晶粒变得更加细小，硬度基本上呈现持续增加的趋势，强度和塑性先增加后减小；基本上所有性能均在0.08wt%Sb附近达到极大值，不同热处理状态下合金材料的最小平均晶粒尺寸分别为13.9um（铸态）、35.7um（固溶态）和37.1um（时效态），最高布氏硬度分别为67.7（铸态）、65.1（固溶态）和89.5（时效态），最大抗拉强度分别为184MPa（铸态）、198MPa（固溶态）和275MPa（时效态），最大屈服强度分别为117MPa（铸态）、112.7MPa（固溶态）和205.5MPa（时效态），最大断后伸长率分别为11.1%（铸态）、23.5%（固溶态）和9.1%（时效态），最大断面收缩率分别为11.2%（铸态）、20.1%（固溶态）和9.5%（时效态）。元素Sb对镁合金的强化效果主要是由于细晶强化机制引起的。元素Sb对合金材料断裂方式影响较小，合金材料的断裂方式分别主要为沿晶断裂（铸态）、穿晶准解理断裂（固溶态）和穿晶解理断裂（时效态）。综合本文试验结果，Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr合金加入0.08wt%Sb为宜。