由于镁合金具有密度低、机加工性能优良、零件尺寸稳定、易回收等一系列优点,所以在航空、航天、汽车、计算机、通信和家电等行业已经有多年的应用历史。低成本高性能一直是镁合金研究的热门方向,所以通过添加成本较低的合金元素来改善合金的性能是很有必要的。本文使用金属型铸造,以Mg-Zn-Ca合金为基体,通过向其中单独添加Al（1-4）wt.%和混合加入Al（1-4）wt.%、Sn（0.5-1.5）wt.%,研究Al元素和Al、Sn元素含量的变化对铸造Mg-Zn-Ca合金组织和力学性能的影响。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线分析（XRD）、能谱分析（EDS）等仪器对合金的微观组织进行观察和分析,使用显微硬度仪、电子万能试验机等仪器对合金的力学性能进行观察和分析,明确Al元素及Al、Sn元素对合金组织和力学性能的影响规律。由实验结果可知,Mg-Zn-Ca基体的微观组织由α-Mg基体和Ca₂Mg₆Zn₃相组成,生成的Ca₂Mg₆Zn₃相主要分布在晶界和晶界交叉处,且较为粗大。单独添加Al元素后,Ca₂Mg₆Zn₃相得到了明显的细化,同时会有Al₂Ca相生成。在Al元素含量为2wt.%时,细化效果最为明显,Ca₂Mg₆Zn₃相由连续转变为不连续分布在基体界面上。合金的力学性能随着Al元素含量的增加有先上升后下降的趋势,这是因为当添加的Al元素含量过高时,Al₂Ca相会开始发生团聚,使得合金更容易发生断裂,从而造成合金力学性能的降低。Al元素含量为2wt.%时,对合金力学性能的提升最为明显,其抗拉强度、断后伸长率、显微硬度分别由基体的142MPa、3.0%、87HV提高到了170MPa,3.62%、103HV,分别提高了19.72%、20.7%、18.39%。当混合添加Al、Sn元素时,基体的微观组织同样得到了细化,除了α-Mg基体和Ca₂Mg₆Zn₃相,还生成了Al₄Ca相和Ca Mg Sn相。这是因为合金中优先生成的Ca Mg Sn相,占据了一部分Ca元素,所以合金中没有生成Al₂Ca相,转而生成了Al₄Ca相,而且Ca Mg Sn相会随着Al、Sn元素含量的增加由枝晶状变为针状。合金的室温力学性能在Al元素含量一定,Sn元素含量增加时,保持着上升的趋势,但当Al元素含量为4wt.%时,随着Sn元素含量的增加,合金中生成了大量的针状Ca Mg Sn相,所以合金的力学性能开始下降。其中合金力学性能最好的一组为4wt.%Al-0.5wt.%Sn,合金的抗拉强度、断后伸长率、显微硬度分别为215MPa、4.25%、98HV,相比于基体分别提高了51.0%、41.67%和12.64%。