镁合金以其资源丰富、密度低、比强度高、导电导热性和电磁屏蔽性好，而且易回收利用等优点在汽车、电子产品和航空航天等领域得到越来越广泛的应用。为克服镁合金强度低和塑性变形能力差的缺点，开发变形镁合金材料成为高性能镁合金研究的一个重要方向。而在合金中添加强化合金元素则是提高变形镁合金工艺性能以及开发高性能变形镁合金的重要手段。本文通过在镁合金中添加Ca、Sr两种元素，运用光学金相分析(OM)，扫描电镜(SEM)，能谱分析(EDAX)，X射线衍射分析(XRD)及等离子耦合光谱(ICP)等多种分析和测试手段，较系统和深入地研究了上述合金元素对Mg-3Al和AZ31合金组织和力学性能的影响及其作用机理。同时还研究了热处理对上述镁合金组织和力学性能的影响。 研究表明，Mg-3Al合金由α-Mg枝晶和少量主要分布于枝晶间的β-Mg<,17>Al<,12>第二相构成，而少量Ca、Sr的加入没有明显改变合金的组织形貌，但对Mg-3Al的铸态组织有显著细化作用。Ca在加入后生成了A<,12>Ca相，该相改变了β相的形貌和分布，提高了合金的强度但降低了塑性。少量Sr在加入合金后生成了Al<,4>Sr相，而加入0.75wt％的Sr的合金中开始出现层片状的Al<,3>Mg<,13>Sr相。上述第二相主要分布于晶粒边界及枝晶间隙，其细化作用主要来自对晶粒生长的抑制。 研究表明，在Mg-3Al基体中加入0.5wt％的Ca元素可以获得最好的细化效果和力学性能。而在加入0.75wt％的Sr的合金中也得到了最好的细化效果，且其细化效果优于加入Ca的合金，但最好的力学性能出现在加入了1.0wt％Sr的合金中。 适量加入Ca、Sr可以显著提高Mg-3Al基合金挤压态、轧制态和退火态的室温强度，加入过量的Ca或Sr后，在合金组织中生成的A<,12>Ca相或Al<,3>Mg<,13>Sr、Al<,4>Sr等颗粒相会明显增大，不但降低了其对晶粒细化的效果，同时也会使合金的强度和塑性下降。 挤压加工后Mg-3Al和AZ31合金基本都完成了动态再结晶。晶粒尺寸比铸态明显减小，具有较高的强度和较好地塑性，综合力学性能得到比较全面地改善。将挤压态合金经过轧制处理后存在较明显的加工硬化，其组织由大量不规则变形的晶粒和孪晶组成，强度得到大幅度的提高，但延伸率则有所降低。为消除加工硬化现象，本文采用了不同温度对合金进行退火处理，在降低合金强度的同时，可以提高合金的延伸率。不同温度下退火lh的研究结果表明，本文各合金在200～250℃时开始出现再结晶，低于200℃时(150℃)产生去应力回复；300℃时合金基本完成再结晶，高于300℃后合金没有显著的变化。退火使合金的强度随着退火温度的提高而逐步下降，延伸率逐步上升。轧制退火后合金的再结晶晶粒尺寸明显小于铸态合金的晶粒尺寸，强度仍大大高于铸态合金的强度。