针对我国稀土资源有限、价格越来越昂贵的现状,铸造耐热镁合金的研发方向是“价格低廉、耐热性能好、铸造工艺性能优良”的新合金。本文主要研究用廉价Ca取代Mg-Al-RE合金中的部分稀土,并探索了Ca加入方法、熔体制备、气体保护与净化技术,以期为Mg-Al-RE-Ca系列新型铸造中温耐热镁合金的开发和应用奠定实验和工艺技术研究基础。为此,本研究在工业条件下,考核了Mg-Al4-RE1-Ca(0.5~1.5)合金的压铸工艺性能,同时制备了材料组织性能检测试样;然后采用光学金相,扫描电子金相(SEM&EDS)、XRF分析、静态拉伸、中温持续强度等检测方法,系统研究了Mg-Al4-RE1-Ca(0.5~1.5)合金的显微组织、力学性能、工艺性能以及蠕变机理等。研究结果表明:①在720°C温度下加入Ca,可达到90%以上的收得率;通过SF6+N2混合气体保护方法,可有效阻止熔体的氧化,获得满足压铸工艺品质要求的合金熔体。压铸试样的组织均匀,基本无气孔、夹渣、裂纹等铸造工艺缺陷。②随着含钙量的增加,合金熔体的流动性能呈减弱趋势。在稀土含量相同时,含钙1.2%的合金熔体表现出最好的流动性,为780mm。加入钙的合金的充型能力不及AE42,但仍满足常见铸件压铸生产对充型流动能力的要求。③新型合金组织主要由α-Mg基体和分布在晶界附近的鱼骨状的Al2Ca以及米粒状的Al11RE3第二相组成。随着Ca含量的增加,米粒状的Al11RE3逐渐减少。④因脆性Al2Ca第二相存在于晶界,在拉伸载荷下发生脆性断裂,所以该类合金的室温力学性能相对较差,且随着Ca含量的增加,其呈下降趋势。⑤新型合金的中温力学性能略优于AE42,性能最好的Mg-Al4-RE1-Ca1.2合金的σ0.2为128MPa,σb为186MPa,伸长率为8.3%。断口分析表明该合金的断裂方式为准解理断裂。⑥随钙含量从0.5%增加到1.5%,合金的总蠕变量从1.34mm减小到0.34mm,普遍小于AE42合金的1.85mm;蠕变失效后,合金组织中第二相的形貌及分布都无明显的变化,表明加入钙能很好地阻碍晶界滑移和位错运动。⑦在本研究试验条件下,Mg-4Al-1Re-1.2Ca合金的稳态蠕变速率与应力和温度之间的关系式为:合金的主要蠕变机制为位错攀移,其应力指数和表观激活能分别为4.42和21.29 KJ/mol。