镁合金作为有色金属合金，是应用前景非常广泛的合金材料。由于镁合金的比重低、减震性好、质量轻、比强度和比刚度高等一系列优点，所以镁合金在航空、电子、通讯、汽车和生物医药等领域已有了较大量的应用。然而，由于镁合金的耐蚀性差、抗冲击性能差、耐热性差等缺点，限制了其进一步的发展。在Mg-Al系合金中，铝能提升镁合金的性能，而在合金液固转变过程中，在α-Mg晶界处分布析出连续网状的共晶组织β-Mg17Al12相，会降低合金的韧性，增加合金的脆性，降低合金的综合力学性能，从而制约了Mg-Al系合金的发展前景。如果能使得析出共晶β-Mg17Al12相的数量降低、分布改善、形态有利于合金的力学性能增强，那么合金的共晶组织就会起到积极的增强强度的作用，而弱化基体、降低合金韧性的作用将会改善。所以，如何改善合金的共晶组织是研究的热点。本文主要以Mg-Al合金为研究对象，采用金属合金化和变质处理两种处理方法，分别采用常规重力铸造和液态模锻两种成型方法，来研究合金元素及成型方法对合金显微组织的影响，同时研究了对合金力学性能的影响。主要的添加元素为Al、Ca、Nd，分析并讨论了其在不同量及不同条件下，对共晶β-Mg17Al12相的数量、形貌及分布的影响，同时也分析讨论了其对显微组织的分布形貌和力学性能的影响。实验研究结果表明：重力铸造成型时，加入合金元素Ca后，合金组织由α-Mg相、β-Mg17Al12相及Mg2Ca相组成。在一定范围内，Mg-8Al合金的显微组织形貌随着Ca加入量的增加而细化，共晶β-Mg17Al12相的形貌和分布情况有所改善，由粗大的树枝状网状分布变为弥散的细针状或短条状分布，组织细化后的合金的力学性能也有一定程度的增加。同时，合金拉伸时仍存在解理断裂界面，说明合金的韧性很差。在Ca元素合金化的基础上，通过稀土元素Nd进行变质双重处理，合金由α-Mg相、β-Mg17Al12相、Mg2Ca相及Al11Nd3相组成。稀土元素可以改善树枝晶α-Mg的生长形态从而细化晶粒，同时造成局部的成分过冷，会使得α-Mg树枝晶增多；Nd的加入，对共晶β-Mg17Al12相同样有改善和细化作用，使得β-Mg17Al12相变得分布均匀。当稀土Nd加入量达到一定程度时，会产生新相Al11Nd3相，此相同β-Mg17Al12相一样是一种硬脆相，呈板条状分布，不利于合金综合性能的提升。因此，稀土Nd的加入量不宜超过0.6%。液体模锻成型时，先单独加入合金化元素Ca进行合金化处理，可以看出合金的显微组织明显细化，较重力铸造时的力学性能有了很大提升，随着Ca元素的增加，合金的晶粒有先减小后增大的趋势，这是因为过多的Ca元素会导致晶粒的粗化。当Ca元素占1.0%时，液态模锻后的组织最好，共晶Mg17Al12相得以细化，形貌和分布有所改善，性能最佳。通过稀土Nd和金属Ca进行双重处理，此时的合金组织更为细化，共晶组织Mg17Al12相均匀弥散分布，同时对合金的力学性能也有积极的影响。当Nd为0.4%时，合金组织会析出少量稀土相Al11Nd3相，此相能提高合金的抗高温蠕变性能；当稀土添加量超过0.6%时，析出的稀土相会割裂基体，损害合金的力学性能，对合金不利。