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镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、良好的机加工性能等优点,是近年来汽车、电子等行业首选的金属结构材料。但在开发应用高强、耐热镁合金的过程中常出现性能和成本上的诸多矛盾和障碍。因此,降低成本并提高耐热性则成为镁合金领域研究的关键。本文以Mg-Al系合金中的AM80为基体,廉价的碱土元素Ca和Sr为合金化添加剂,利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪及电子万能力学试验机等研究了AM80-Ca-Sr系合金的最佳铸造工艺参数,并重点研究了xCa和y1～y4Sr对AM80合金组织、性能和时效行为的影响。研究发现,在当前试验条件下,浇注温度和模具预热温度分别为740℃和250℃时,采用底注式浇注方式铸制AM80-Ca-Sr系合金,可降低缩孔、缩松及氧化物夹杂等缺陷的程度,获得较细的晶粒组织,提高合金的力学性能。添加xCa可细化AM80合金组织,使晶粒尺寸由109.6μm降至64.8μm;继续添加y1～y4Sr,y1Sr会粗化合金晶粒,当Sr由y2增至y4时,合金的晶粒尺寸又逐渐降至65.8μm。xCa可与Al结合在AM80合金晶界处析出类似骨骼状的Al2Ca高熔点相,抑制低熔点β-Mg17Al12相的析出;继续添加y1～y3Sr,Al2Ca相逐渐变为小块状或条状,弥散分布在晶界处,y4Sr使合金晶界处的二次相又呈网状分布,y1～y4Sr会逐渐增加Al在基体的固溶度,进一步抑制β-Mg17Al12相的析出。室、高温(25℃和175℃)条件下,添加xCa会降低AM80合金的总体拉伸性能;继续添加y1～y4Sr,合金的总体拉伸性能先降后升再降,其中,AM80-xCa-y2Sr合金性能较优,其室、高温抗拉强度分别为173MPa和160MPa,延伸率分别为5.2%和8.2%。200℃/56MPa条件下,添加xCa可大幅提高AM80合金的抗蠕变性能;继续添加y1-y4Sr后,合金的抗蠕变性能总体持续上升,其中,AM80-xCa-y4Sr合金的蠕变性能在本试验合金系中最优,其稳态蠕变速率和100h蠕变量分别降至1.7×10-9S-1和0.8%。但是,AM80-xCa-y3Sr合金的抗蠕变性能却突然大幅恶化,该现象可能与合金组织中二次相呈长条状分布,导致晶界强度降低和过度应力集中有关。xCa和y2Sr阻碍了AM80合金时效初期β相的非连续析出,抑制了合金的时效进程,使合金可时效强化性降低,但却能提高合金组织的热稳定性。