Mg-Al-Ca系合金是一类低成本耐热镁合金,其具有丰富的相组成、良好的高温蠕变性能以及耐腐蚀性能,应用前景广阔。但是,较大的热裂敏感性极大程度上制约了该系合金的发展。为此,本文基于Clyne-Davies理论模型,采用ProCAST软件对合金的凝固及热裂敏感性进行模拟。通过热裂敏感性测试实验、凝固实验及石蜡渗透法,并结合OM、SEM和X-Ray等分析手段,系统研究Ca加入量、模具温度与合金化对Mg-Al-Ca系合金热裂行为、组织及力学性能的影响,并探讨了合金凝固过程中的枝晶形成、析出相与晶粒尺寸的变化,及其对合金热裂微观机制的影响规律。在浇注温度700℃、模具温度200℃条件下,Mg-5Al-xCa（x=0.5,1,2,3,4,5）合金凝固及热裂模拟结果表明:随着Ca加入量的增加,合金的热裂敏感性、凝固温度范围和合金热节处等效应力均呈现下降趋势,这表明Ca有助于提高合金的热裂抗性。试验结果表明:Ca会明显影响Mg-5Al-x Ca合金的热裂敏感性,随着Ca加入量的增加,Mg-5Al-x Ca合金的热裂敏感性先降低后升高。其中,Mg-5Al-0.5Ca合金的热裂敏感性最高,而Mg-5Al-4Ca合金最低。适量的Ca加入会降低α-Mg的析出温度,抑制Mg₁₇Al₁₂相形成,缩小合金凝固温度范围,细化晶粒,并增加共晶相含量,有利于合金凝固后期的补缩,从而降低合金的热裂敏感性。但过量的Ca加入（>4wt.%）会增加含Ca脆性相的数量,并使晶粒粗化,反而会增大合金的热裂敏感性。合金热裂敏感性模拟结果与实验结果在Ca加入量小于4wt.%时吻合较好。但在Ca加入量为5wt.%时出现偏差,这是由于模拟没有考虑组织变化的影响所致。提高模具预热温度可以降低合金热裂敏感性。当Ca加入量较低时（1wt.%）时合金的力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别可以达到152.4MPa、90.2MPa、5.3%。但Ca加入量过多时,会在组织中形成过多呈网状分布的共晶相,其对基体产生割裂作用,恶化合金的力学性能。Sn和Y合金化AXJ530（Mg-5Al-3Ca-0.17Sr）合金的研究结果表明:加入的Sn、Y会优先与Ca或者Al化合形成CaMgSn以及Al₂Y相,减少α-Mg+C36（（Mg,Al）₂Ca）及α-Mg+C14（Mg₂Ca）共晶数量,增加后期补缩难度,从而提高合金的热裂敏感性。相比于Ca,Al加入量的变化对Mg-Al-Ca-0.5Sn合金的热裂敏感性影响并不显著。Sn和Y的加入能够明显改善AXJ530合金的力学性能。其中,AXJ530-1Sn合金的力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为153.4MPa、75.2MPa、4.9%,相比AXJ530合金分别提高了23.3%、6.2%、17.1%;AXJ530-2Y合金的力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度、伸长率可以达到167.4MPa、92.5MPa、5.6%,相比较AXJ530合金,其性能指标分别提升了34.8%、30.6%、36.6%。AXJ530-（Sn,Y）合金力学性能的改善可归结于组织细化、析出强化,以及共晶相数量减少与形貌改善共同作用的结果。