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铜及铜合金由于具有一系列的优良性能:电导率与热导率高、耐腐蚀性能强、加工成型性能好、强度高等,在国民经济的各个部门获得了广泛的应用。铅黄铜因其优异的力学性能和切削性能而广泛应用,由于含有害元素铅,铅黄铜的应用受到极大限制,研制开发无铅易切削黄铜是当前世界各国共同关注的焦点,已成为材料工作者的重要研究课题。因此,论文作者采用熔铸、挤压的方法制备了Cu-Zn-Mg、Cu-Zn-Mg-Al和Cu-Zn-Mg-Bi系列镁黄铜合金,借助光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差热分析仪、X射线衍射仪以及硬度计等手段,研究了镁对铜镁合金相转变、相组成、组织演变、熔点的影响,分析讨论了不同镁含量的镁黄铜微观组织、力学性能、切削性能及耐腐蚀性能,同时研究了少量铝、铋对镁黄铜微观组织、力学性能、切削性能和耐腐蚀性能的影响,初步探讨了镁黄铜切削机理和腐蚀机理。主要结论如下:1)针对目前广泛使用的Hpb59-1铅黄铜设计了60Cu-Zn-xMg系列合金,研究了合金中α→β相转变过程的微观组织演变,测量并分析了镁含量对合金相变点和熔点的影响。结果表明:在60Cu-Zn-xMg合金中,随着镁含量的增加,合金物相组织出现变化,由α相和β相双相组织逐渐变为三相组织（α相、β相和Cu2Mg相）。当镁黄铜中镁含量低于0.8wt%时,合金由α和β双相组成;当镁黄铜中镁含量大于1.6wt%时,合金由α、β和Cu2Mg三相组成。随着镁含量的增加,合金α→β相转变温度降低。随着镁含量的增加,60Cu-Zn-xMg合金熔点呈下降趋势。2)采用熔铸挤压的工艺制备了60Cu-Zn-xMg合金,分析了合金微观组织变化及其力学性能,同时研究了添加少量铝、铋对镁黄铜微观组织及力学性能的影响。结果显示:60Cu-Zn-xMg三元体系中,当镁含量为1.6wt%时,镁黄铜综合力学性能较好,晶粒较为细小,细晶强化明显,抗拉强度较高。添加微量铋元素后,铋颗粒主要分布在β相以及α相与β相交界处,合金塑性有所下降。微量铝元素的添加,可以使镁黄铜晶粒细化,合金强度有一定提高。3)对镁黄铜系列合金的切削性能进行了测试,研究了其它因素对合金切削性能的影响,并初步探讨了合金的切削机理。结果表明:60Cu-Zn-xMg三元体系中,随着镁含量的增加,合金切屑变小,切削力变小,镁黄铜切削性能逐渐提高。添加铝和铋元素均使镁黄铜切屑更加细小,切削力降低,切削性能提高,其中60Cu-Zn-2.4Mg-0.3Al的切削性较好。切深对合金切削力影响较大,其次是进给量,切削速度影响较小。根据Griffith的脆性断裂理论计算出含Cu2Mg相颗粒的临界尺寸为0.70μm。4)通过分析合金的脱锌层厚度来评判镁黄铜的耐腐蚀性能,初步研究了不同合金元素对合金腐蚀性能的影响。结果显示:在60Cu-Zn-xMg三元合金中,随着镁含量的增加,脱锌层厚度增加,镁黄铜耐腐蚀性能下降。添加少量铝元素的60Cu-Zn-2.4Mg-0.3Al合金耐腐蚀性能较好。5)通过优化60Cu-Zn-xMg体系中镁的含量,根据所制备合金的力学性能、切削性能和腐蚀性能,优化镁元素含量。结果表明:60Cu-Zn-xMg三元体系中,添加2.4wt%Mg合金综合性能优良,抗拉强度为494.39MPa,屈服强度为388.56Mpa,伸长率为9.03%,硬度HV为139.5,切屑细小,呈碎块状,颗粒大小较为均匀,约为0.5mm,切削性能较好,横向和纵向平均腐蚀深度为863.8μm和1213.8μm（国家标准GB10119-88）。6)在最优化60Cu-Zn-xMg体系合金的基础上,对比研究了添加少量铝元素和铋元素对所制备合金的力学性能、切削性能和腐蚀性能的影响。结果表明:添加0.3wt%铝元素的60Cu-Zn-2.4Mg-0.3Al四元合金综合性能优异,抗拉强度为542.73MPa,屈服强度为375.24Mpa,伸长率为8.16%,硬度HV为153,切屑细小,呈碎块状,颗粒大小较为均匀,约为0.4mm,切削性能较好,横向和纵向平均腐蚀深度为588.0μm和643.8μm（国家标准GB10119-88）。