镁合金是目前工业上应用最轻的金属结构材料，具有较高的比强度、比刚度和易于回收等一系列优点，被誉为“21世纪绿色工程材料”。开发高性能低成本的镁合金具有重要的理论意义和实际应用价值。论文是在Mg-8Al合金的基础上，添加不同含量的碱土元素Ca和少量有益的微合金化元素设计实验合金，运用挤压结合热处理复合强化的工艺达到提高合金力学性能的目的。采用金相显微镜、SEM扫描电镜、XRD物相分析以及硬度计和拉伸机等测试手段，主要研究不同含量的Ca对Mg-8Al镁合金显微组织和力学性能的影响。Mg-8Al-xCa(x=0.5,1.0,1.5)合金的铸态组织主要由α-Mg相和β-Mg17Al12相组成，在Ca含量为1.5%时，合金中形成Al2Ca颗粒相。随Ca含量的增加，合金的晶粒细化，第二相的形态改善，相界面变得更加圆润、光滑、平整。通过Miedema模型从热力学的角度对合金中的各元素间的生成热进行计算，发现随着Ca含量的增加，Al和Ca之间的结合力逐渐增强，推断出Al2Ca相产生的原因。经固溶挤压后，合金铸态组织中的网状组织消失，晶粒尺细化到约10μm，随Ca含量的增加，晶粒细化效果增加，未溶第二相颗粒增多，合金的硬度值增加，Ca可以提高第二相的稳定性和起到细化晶粒的作用。对挤压合金分别进行不同的热处理，合金力学性能的变化与第二相的形态、数量以及晶粒的大小密切相关。180℃时效过程中，随着Ca含量的提高，合金第二相的析出量逐渐增多，对位错的滑移和运动的阻碍作用增加，抗拉强度和屈服强度有很大提高，塑性降低。400℃固溶处理10h，未溶第二相数量增多，Ca可以提高第二相热稳性，在Ca含量为1.0%时，晶粒较小且第二相少，塑性可达26.4%。含钙0.5%的合金在固溶时效条件下析出层片状第二相对位错运动钉扎作用较强，时效强化效果明显。