本文以开发新型高性能变形镁合金为研究方向,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、差热分析（DSC）以及室温力学性能测试等分析方法研究了添加Ca和Sn元素对ZM61（Mg-6Zn-1Mn）镁合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:铸态ZM61合金由α-Mg、Mn、Mg7Zn3组成,加入0.5 wt%的Ca后,合金铸态组织得到细化,合金中形成了连续的网状的Ca2Mg6Zn3三元相,该相抑制部分Mg7Zn3相的形成,在ZM61-0.5Ca基础上加入1.0 wt%Sn后,形成了新的针状相Ca Mg Sn,该相抑制部分Ca2Mg6Zn3相的形成。随着Sn含量继续增加,当ZM61-0.5Ca合金中加入2.0 wt%Sn时,组织中Ca Mg Sn相增多,Ca2Mg6Zn3相消失,大量的针状Ca Mg Sn第二相打破了组织的连续性。当合金中加入4.0 wt%Sn时,富足的Sn元素会与Mg元素结合形成高熔点相Mg2Sn。此外,Sn的添加可以一定程度上细化合金铸态枝晶组织,也有利于改善合金的铸造性能。该合金系经过均匀化处理后,大部分的Mg7Zn3共晶化合物溶入基体,Ca2Mg6Zn3化合物溶解的很少,ZM61-0.5Ca中残留大量的网状Ca2Mg6Zn3相,同时高温稳定相Mg2Sn和Ca Mg Sn化合物几乎不发生溶解,基体上残留着粗大的条状或者团状Mg2Sn和针状Ca Mg Sn相。Ca与Sn元素对挤压态ZM61合金组织和室温力学性能产生显著影响。挤压过程中,发生了动态再结晶和晶粒细化,均匀化组织中残留的化合物被挤碎,形成挤压流线。随着Ca与Sn元素的添加,合金中挤压流线的体积分数增加,平均晶粒尺寸减小。在360 oC挤压下,ZM61合金完成了充分的动态再结晶,晶粒细小均匀,而含Ca与Sn元素的合金未完成动态再结晶,为混晶组织。合金的抗拉强度和屈服强度都随着合金元素Ca、Sn的添加而随之增加,当Sn添加量达到1.0 wt%时,合金的屈服强度和抗拉强度达到最高,之后强度开始略有下降;并且随着Ca与Sn含量的增加,合金延伸率呈现先增加后减小的趋势,当合金中添加0.5 wt%Ca后,合金的延伸率达到最优为14.1%,在ZM61-0.5Ca合金基础上随着Sn含量的增加,延伸率从14.1%逐步降低到12.4%。挤压态合金中综合力学性能最优的是ZM61-0.5Ca-1Sn合金,其屈服和抗拉强度分别提升至319 MPa,358 MPa,伸长率为13.5%。挤压态ZM61-0.5Ca（Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca）合金和ZM61-0.5Ca-x Sn（Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-x Sn,x=1、2、4,wt%）合金较优的固溶工艺分别为380 oC/2 h与420 oC/2 h。固溶处理后,晶粒明显长大,挤压流线完全消除,Mg-Zn共晶化合物几乎全部溶入基体且随着Ca、Sn含量的增加,合金的晶粒尺寸减小。固溶态ZM61-0.5Ca合金相组成为α-Mg、Mn相和未溶解的Ca2Mg6Zn3相;固溶态ZM61-0.5Ca-1Sn合金的相组成为α-Mg、Mn、高温稳定相Ca Mg Sn和少量未溶解的残留Ca2Mg6Zn3相;随着Sn含量增加,固溶态ZM61-0.5Ca-2Sn合金中Ca2Mg6Zn3相消失,全部转化为Ca Mg Sn相,当合金中Sn含量达到4.0 wt%时,合金中出现大量未溶解的Mg2Sn相。固溶态ZM61-0.5Ca-x Sn（x=0、1、2、4,wt%）合金较优的时效工艺为150 oC/10h,经时效处理后,合金中析出了大量的Mg-Zn相。Ca、Sn含量的添加对时效态Mg-6Zn-1Mn合金的力学性能产生显著影响。合金时效态和挤压态的力学性能变化趋势相似,随着合金中Ca和Sn含量的增加,合金的强度和延伸率呈现抛物线似的变化趋势,当合金中添加0.5 wt%Ca时,合金的强度和延伸率同时增加,延伸率达到最佳11.2%,当Sn元素的添加量达到2.0 wt%后,合金的强度最高,延伸率却降到最低7.8%;当Sn元素在基体合金中的添加量达到4.0 wt%时,合金的强度略微下降,延伸率仍然比ZM61合金的延伸率低,为8.2%。通过实验的横向对比:在150 oC/10 h的时效处理工艺的条件下,ZM61-0.5Ca-2Sn合金表现出的综合性能最佳,屈服强度达到379 MPa,抗拉强度达到407 MPa,延伸率维持在7.8%。