镁稀土合金因其比强度高、耐腐蚀性能和生物相容性优良,耐热性能好,引起国内外越来越多的重视,为进一步改善Mg-Al-RE系合金组织,提升高温力学性能,国内外研究者通过添加碱土金属（Ca、Sr、Ba）或第Ⅳ、Ⅴ族元素（Sn、Pb、Bi、Sb）来改善现有耐热镁合金的耐热性能,这些元素价格较为低廉,是今后开发新型廉价耐热镁合金的主要方向之一。本文提出采用成本较低的Bi元素来优化稀土镁合金性能的新思路。根据本课题组前期大量的相关研究工作,选取组织与力学性能较好的Mg-3Al-3Nd合金,首先系统的研究了Bi对Mg-3Al-3Nd-xBi合金铸态显微组织和力学性能的影响,结果表明:Bi可以细化Mg-3Al-3Nd合金铸态组织,不加Bi时Mg-3Al-3Nd合金铸态晶粒尺寸为1854μm,随着Bi含量增加,Mg-3Al-3Nd合金铸态晶粒尺寸急剧减小,在Bi含量为1wt.%时,铸态晶粒尺寸最小,为890μm,随着Bi含量进一步增加,晶粒尺寸反而增大;Mg-3Al-3Nd合金中主要由针状Al₁₁Nd₃相与Al₂Nd相组成,加入Bi元素后,出现颗粒状Bi Nd相,随着Bi元素的增加,颗粒状Bi Nd相数量增加,针状Al₁₁Nd₃相与Al₂Nd相减少;Bi的加入可以提高Mg-3Al-3Nd合金铸态室温和高温力学性能,当Bi含量达到1wt.%时,Mg-3Al-3Nd-xBi合金铸态抗拉强度及延伸率在室温、150℃、175℃、200℃和225℃下均达到最大值,Bi含量继续增加时,合金力学性能降低;Mg-3Al-3Nd-xBi合金铸态的高温抗拉强度随着应变速率的增加而增加、延伸率随着应变速率的增加而减小;相比于Mg-3Al-3Nd合金,加入Bi可以提高合金铸态硬度,在Bi含量为1 wt.%时,铸态维氏硬度达到最值,为85.3HV,随着Bi含量进一步增加,合金铸态硬度下降。然后,探索了Bi对Mg-3Al-3Nd-xBi-xBi合金挤压态显微组织和力学性能的影响,结果表明:相比于Mg-3Al-3Nd合金铸态晶粒尺寸,挤压后的Mg-3Al-3Nd-xBi合金晶粒尺寸大大减小,不加Bi时Mg-3Al-3Nd合金挤压态晶粒尺寸为14μm,随着Bi含量增加,Mg-3Al-3Nd-xBi合金挤压态晶粒尺寸减小,在Bi含量为1wt.%时,挤压态晶粒尺寸最小,为11.44μm,随着Bi含量进一步增加,晶粒尺寸反而增大;Bi的加入可以提高Mg-3Al-3 Nd合金挤压态室温和高温力学性能,当Bi含量达到1wt.%时,Mg-3Al-3 Nd-xBi合金挤压态抗拉强度及延伸率在室温、150℃、175℃、200℃和225℃下均达到最大值,Bi含量继续增加时,合金力学性能降低;Mg-3Al-3 Nd-xBi合金挤压态的高温力学性能随着应变速率的变化规律与铸态相似,Mg-3Al-3Nd-xBi合金挤压态的高温抗拉强度随着应变速率的增加而增加、延伸率随着应变速率的增加而减小;相比于Mg-3Al-3Nd合金,加入Bi可以提高合金挤压态硬度,在Bi含量为1wt.%时,挤压态维氏硬度达到最大值,为78HV,随着Bi含量进一步增加,合金挤压态硬度下降。