镁合金作为最轻的结构金属并兼具高的比强度和良好的热稳定性等优点可以应用在航空、飞机、汽车等工业领域而在过去的十几年间受到了广泛的关注。但是由于其强度较低等缺点而使其应用受到了限制。其中，通过时效处理产生析出强化的方式是提高镁合金强度的重要方式，因此，对镁合金的析出相的研究对于指导镁合金成分设计，进而提高镁合金强度并减少其应用成本有着十分重要的意义。本文主要利用扫描电子显微技术（SEM）、透射电子显微技术（TEM）、扫描透射电子显微技术（STEM）和X射线能谱分析（EDS）等方法研究了添加Ca对Mg-15Gd-0.5Zr（wt.％）合金微观组织结构和力学性能的影响，并通过测定合金的力学性能来建立性能与合金成分、微观组织之间的联系。　　本研究主要内容包括：⑴研究了添加Ca对Mg-15Gd-0.5Zr合金时效硬化行为和析出相结构的影响，发现添加Ca会提高的合金的淬火态硬度，并缩短到达峰值硬度的时间。添加Ca后形成的Mg2Ca颗粒及Ca元素的固溶强化是淬火态硬度提高的重要原因。⑵峰值时效Mg-15Gd-0.5Zr-0.6Ca合金中的析出相主要为β相、Mg2Ca和新形成的基面片状相。时效32小时，出现平衡相β相，β相和β相与基体之间的取向关系与文献报道相同，但EDS分析表明β相和β相中存在Ca元素的偏聚。⑶发现一个含Mg、Gd和Ca元素的新的基面片状析出相，通过对傅里叶变换谱的标定确定基面片状相具有六方结构，点阵参数a=0.59nm，c=1.01nm。⑷研究了添加Ca对于Mg-15Gd-0.5Zr挤压态合金性能与组织的影响。发现添加Ca挤压合金的力学性能要明显优于不加Ca的合金。Mg-15Gd-0.5Zr挤压合金的屈服强度由238MPa提高到278MPa，极限抗拉强度由288MPa提高到348MPa。添加Ca会形成数量密度更高、尺寸更加细小的β相粒子，这些β相粒子可以抑制晶粒的长大，起到细化晶粒的作用，从而显著提高含Ca合金的强度。