镁合金作为轻质的工程结构材料,其在汽车、航空航天和其它领域的应用前景广阔。然而,现有镁合金的高温力学性能等还难以满足工业生产的需要。因此,有必要开发高性能的新型耐热镁合金。含Sc镁基合金作为一种潜在的高温镁合金,其研究正引起国内外的关注和重视。然而,国内外目前对于含Sc镁基合金的研究主要集中在相图的建立及完善上,对其组织和性能控制的研究还相对较少。因此,针对含Sc镁基合金的组织和性能控制展开研究,对于高性能含Sc镁基合金的开发及扩大镁合金的应用具有非常重要的理论指导意义和实际应用价值。本文基于Mg-Ce-Mn-Sc、Mg-Y-Mn-Sc和Mg-Gd-Mn-Sc三种含Sc镁基合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、差热分析(DSC)和性能测试等手段,研究了微量Zr、Sr和/或Ca以及T5热处理对含Sc镁合金显微组织和力学性能的影响,并得到了以下研究结果:1)Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc镁合金主要由α-Mg、Mg12Ce和Mn2Sc三种相组成,在合金中单独和/或复合添加0.5wt%Zr及0.1wt%Sr对合金组织中合金相的类型没有影响,但可使合金的晶粒细化,其中以复合添加0.5wt%Zr+0.1wt%Sr的细化效果最好,其次依次是单独添加0.5wt%Zr和0.1wt%Sr。相应地,经Zr和/或Sr微合金化的Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc镁合金在室温和高温下的抗拉性能及蠕变性能得到提高。此外,Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc镁合金在T5处理过程会析出Mn2Sc强化相,也使合金的力学性能得到进一步的改善。2)Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc镁合金主要由α-Mg、Mg12Y和Mn2Sc三种相组成,在合金中单独和/或复合添加0.5wt%Zr及0.1wt%Sr对合金组织中合金相的类型没有影响,但可使合金的晶粒细化,其中以复合添加0.5wt%Zr+0.1wt%Sr的细化效果最好,其次依次是单独添加0.5wt%Zr和0.1wt%Sr。相应地,经Zr和/或Sr微合金化的Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc镁合金在室温和高温下的抗拉性能及蠕变性能得到提高。此外,Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc镁合金在T5处理过程会析出Mn2Sc和Mg12Y强化相,也使合金的力学性能得到进一步的改善。3)Mg-5Gd-1.2Mn-0.4Sc镁合金主要由α-Mg、Mn2Sc、Mg3Gd、Mg5Gd四种相组成,在合金中单独和/或复合添加0.5wt%Zr、0.1wt%Sr及0.3wt%Ca对合金组织中合金相的类型没有影响,但可使合金的晶粒细化,其中以复合添加0.3wt%Ca+0.1wt%Sr细化效果最好,其次依次是添加0.5wt%Zr、0.1wt%Sr的合金。相应地,经Zr、Sr和/或Ca微合金化的Mg-5Gd-1.2Mn-0.4Sc镁合金在室温和高温下的抗拉性能及蠕变性能得到提高。此外,Mg-5Gd-1.2Mn-0.4Sc镁合金在T5处理过程会析出Mn2Sc和Mg5Gd强化相,也使合金的力学性能得到进一步的改善。4)Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc、Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc和Mg-5Gd-1.2Mn-0.4Sc镁合金的铸态和T5态力学性能存在较大的差异。在铸态和T5态条件下,Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc和Mg-5Gd-1.2Mn-0.4Sc镁合金均具有较高的室温和高温抗拉性能及蠕变性能,而Mg-Ce-Mn-Sc镁合金的力学性能相对较差。