AZ91做为当前应用最广泛的铸造镁合金,具有优异的铸造性能、较高的室温力学性能,但其强韧性、热强性和耐腐蚀性能仍然不能很好地满足工业应用要求。稀土合金化虽然能够在一定程度上改善其综合性能,但目前的研究尚不够深入系统,特别是形成的粗大针状稀土相制约着其力学性能的进一步提高。本文采用金相观察、X射线、扫描电镜、冲击韧性、高温蠕变试验等分析手段,较系统地研究了混合稀土合金化合金化及通过Sb改善稀土相形态对AZ91镁合金组织结构、室温与高温性能等影响,同时探讨了其作用机理。研究发现稀土合金化可以很好地改善合金力学性能,但是过高添加量的稀土会恶化组织性能。在AZ91-xRE中加入适量的Sb,组织中生成了颗粒状的RESb和短棒状的Mg3Sb2。与AZ91-1.0%RE相比,AZ91-1.0%RE-1.2%Sb的显微硬度提高了3.05%,抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性、流动性分别提高了10.65%、26.51%、14.52%、4.49%、28.13%。RE和Sb的交互作用呈现波形的变化。蠕变实验表明,AZ91-1.0%RE-1.2%Sb合金的稳态蠕变阶段接近60h,伸长量接近0.53mm；和AZ91-1.0%RE相比,合金最小蠕变速率大幅度降低；合金在腐蚀过程中组织结构发生了很大变化,耐蚀性有很大改善。结合热力学对铸态合金分析发现,Sb合金化增加了形核核心,改善了组织相析出过程。组织中的RESb和Mg3Sb2两种相的弥散强化作用明显。