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镁合金作为最轻的金属结构材料，具有密度低、成本低，性能优良等特点，广泛应用于汽车、航空航天和其它领域，但由于单纯的铸造镁合金力学性能差，铸造缺陷多等难以满足工业生产的需要，因此开发研究高强度镁合金是十分有必要的。本文采用重力铸造方法制备了Mg-5Zn-xCa（x=0、1、2、3），Mg-5Zn-2Ca-xSn（x=0.5、1、1.5、2）合金，并采用采用光学显微镜、扫描电镜（SEM）与能谱（EDS）分析、X射线衍射分析、万能材料试验机、显微硬度测试等研究了超声处理、固溶时效处理、热挤压对Mg-5Zn-2Ca镁合金组织及性能的影响，结果表明。（1）铸态下Mg-5Zn合金主要由Mg7Zn3、Mg4Zn7相组成，随着Ca的加入，合金组织细化，晶界处出现了Mg2Ca与Ca2Mg6Zn3相，其中三元相Ca2Mg6Zn3主要以连续分布的方式出现，而Mg2Ca相则以黑色块状分布，添加Sn元素后，出现了Mg2Sn颗粒状新相。力学性能方面，随着Ca的加入及其含量的增加，Mg-5Zn-xCa合金抗拉强度、屈服强度、伸长率和显微硬度均先升高后降低；而Mg-5Zn-2Ca-xSn合金中，当添加Sn量为1%时抗拉强度和屈服强度达到最大值，分别为158MPa、117MPa。（2）Mg-5Zn-2Ca合金熔体在超声输入功率和超声处理时间相同的情况下，随着导入超声时熔体温度的提高，其铸态显微组织由粗大的枝晶转变为细小均匀圆整的晶粒，当熔体温度为695℃时，制得的合金晶粒最细小圆整、粒径分布最均匀，且合金的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率达到最大值，分别为150MPa、96.7MPa和9.23%，当温度高于695℃时，其显微组织有粗化的趋势。（3）Mg-5Zn-2Ca合金在经过固溶+时效处理后，铸态时沿晶界分布的网状Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3相部分消失，基体中析出大量弥散的强化相，Mg2Ca相由块状凝聚成球状；随着时效时间的增加合金显微硬度呈现先升高后下降的趋势，当时效时间为2h时合金显微硬度最高。（4）热挤压后Mg-5Zn-2Ca镁合金具有较细的再结晶晶粒组织，第二相Ca2Mg6Zn3与Mg2Ca被破碎，其分布变得细小弥散；挤压Mg-5Zn-2Ca镁合金比铸造镁合金力学性能有较大提高，其抗拉强度、屈服强度与延伸率达到368MPa、260MPa和11.8%。