本文以AZ80作为基体合金，稀土Nd、Sm为合金化元素，首先使用电磁感应熔炼炉熔炼出不同稀土含量的AZ80-xRE合金，然后通过XRD分析、金相组织观察、扫描电镜观察和能谱分析、力学性能测试等手段系统的研究了Nd、Sm元素的合金化对AZ80合金显微组织及力学性能的影响，得出Nd、Sm单元素合金化的最佳添加量；之后再对具有最佳单元素添加量的AN05、AS10合金、两元素复合合金化的ANS合金以及基体AZ80合金进行不同热处理，研究热处理工艺对合金的显微组织和力学性能的影响。　　结果表明：　　①AZ80合金主要由α-Mg，β-Mg17Al12及少量的含Mn相组成，铸态组织为粗大的柱状枝晶，Nd加入AZ80后，随着Nd含量的增加，合金铸态组织由粗大的柱状枝晶向等轴晶转变，组织逐渐细化，生成高温稳定的块状Al2Nd相和针状Al3Nd相，β-Mg17Al12相含量逐渐减少且分布弥散；合金均匀化的效果相对越不理想，晶界及晶粒内部残留的第二相增多；热挤压过程中，动态再结晶更加充分，组织逐渐细化，挤压流线增多或是变宽，残留的未破碎的粗大第二相也越多；随着Nd含量的增加，无论是常温还是150℃时，挤压态合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及显微硬度整体呈现出先增大后减小的趋势，整体分析，Nd含量为0.5％时，合金的综合力学性能最佳。　　②Sm加入AZ80合金后，随着Sm含量的增加，合金铸态组织由粗大的柱状枝晶逐渐向等轴晶演变，组织不断细化，β-Mg17Al12相含量减少的同时分布更加弥散，高温稳定的块状的Al2Sm相、长条状和杆状的Al3Sm相含量逐渐增多，且部分发生粗大化和偏聚；均匀化态组织中残留的Al-Sm相逐渐增多，均匀化效果相对越来越不理想；热挤压变形后，合金组织明显细化，组织由大小不等的细小等轴晶粒组成，同样，合金中粗大的第二相逐渐增多；随着Sm含量的增加，常温时，挤压态合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率都是先升高后降低，150℃时，其抗拉强度和屈服强度是先升高后降低，而延伸率则是先降低后升高，整体判断，无论是常温还是150℃下，AS10合金都具有最佳的力学性能。　　③Sm、Nd复合加入AZ80后，合金中生成高温稳定的块状Al2(Sm，Nd)相和针状Al3(Sm，Nd)相，部分稀土相较为粗大，且有聚集的趋势，合金的晶粒度小于AN05合金，大于AS10合金；常温时，挤压态ANS合金的强度与AS10合金基本相同，优于AN05合金，但是塑性明显低于两者；150℃时，ANS合金的强度明显大于AN05合金，与AS10合金相差不多，而延伸率明显高于AS10合金，低于AN05合金。单从常温性能考虑，AS10合金具有最佳的综合力学性能；只从合金的高温性能考虑，ANS合金具有最佳的综合力学性能。　　④固溶处理后，AZ80-xRE合金晶界处的β-Mg17Al12相全部固溶进基体，晶粒未发生明显长大；随后的时效处理，合金中析出了层片状、颗粒状及菱形片状的β-Mg17Al12相，其中层片状的β-Mg17Al12相是在时效初期以不连续析出的方式在晶界处析出的，颗粒状及菱形片状的β-Mg17Al12相是在时效后期在晶粒内部以连续析出的方式析出的；常温下，T4态合金的抗拉强度和屈服强度低于挤压态合金，但延伸率则稍有提高，T6态合金的抗拉强度及屈服强度较T4态及挤压态合金显著增大，但是延伸率却明显减小。　　⑤在180℃下进行不同时间的时效时，AZ80及AN05合金达到时效峰值的时间短，容易发生过时效；Sm加入合金后，合金的时效硬化过程得到减缓，且峰值处的硬度值较大，这主要是因为Sm能部分固溶于基体，一方面可以作为β-Mg17Al12相形核的异质形核核心，促进其形核，另一方面又能够阻碍了Al原子的扩散，延缓β-Mg17Al12相的长大，使析出相更加细小弥散，从而提高合金的时效峰值硬度。