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Mg-Al系合金是目前应用最广泛的镁合金系列之一。其中Mg-Al-RE（AE）系表现出优良的耐热性,例如AE21、AE41和AE42,AE系合金的性能和特点决定了它的用途将十分广泛。本文以改善AE51（Mg-5.5Al-1.2Y）合金的耐热性为目的,运用电子拉伸试验,光学显微分析、X射线衍射分析和扫描电子显微分析等测试和分析手段,系统地研究了Sm、Ca和Sb对AE51合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:加入适量的Sm、Ca和Sb能够细化AE51合金的显微组织和提高合金的力学性能,尤其是合金的高温力学性能。AE51镁合金中加入0.5wt%～2.5wt%稀土元素Sm后,合金的组织得到显著细化,生成高熔点的Al2Sm相,主要分布在晶内。随着Sm含量的增加,合金的抗拉强度和延伸率呈先升后降的趋势。在研究的范围内合金的室温、150℃、175℃抗拉强度和延伸率在Sm含量为1.0wt%时达到最大值,分别为244MPa、217MPa、178MPa和15.58%、19.51%、20.25%。AE51合金中加入0.5wt%～1.2 wt%碱土元素Ca后,合金的铸态组织得到了细化,形成高熔点的Al2Ca相和Al4Ca相,β(Mg17Al12)相减少。经T6处理后,合金的高温强度得到提高。随着Ca含量的增加,抗拉强度和延伸率呈先升后降的趋势;合金的室温、150℃、175℃抗拉强度和延伸率在Ca含量为0.8wt%时达到最大值,分别为232MPa、216MPa、185MPa和10.97%、13.86%、16.15%。AE51合金中添加适量的Sb后,细化了合金的的组织,高熔点Sb3Y5相和Mg3Sb2相在晶界和晶内析出。经过固溶时效处理后, Sb对合金的强化作用更加明显,Sb主要通过细晶强化和弥散强化两种方式提高合金的性能。当Sb含量为0.5wt%时,合金的抗拉强度和延伸率（室温、150℃、175℃）达到最大值,分别为241MPa、211MPa、169MPa和11.84%、15.27%、17.21%。