镁合金具有高的比强度、比刚度，优良的阻尼性能和电磁屏蔽性能等特点，在汽车、通讯、电子及航空航天等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。然而，常规镁合金强度偏低、抗蠕变性能差和塑性低等不能用作关键结构件。因此，开展新型高强高韧镁合金的研制具有重要的意义。近年来，基于Mg-Zn-Sn合金系开发低成本、综合性能优良的镁合金材料备受关注。本论文以Mg-6Zn-3Sn-2Al-0.2Ca合金为研究对象，系统地研究了凝固冷却速率和压力场作用对铸态合金组织与力学性能的影响规律，并在此基础上优化了铸造工艺；在最佳铸造工艺条件下，系统研究了锌锡比、Ca含量、单一Ti以及Ti、B复合添加对铸态合金组织、力学性能和抗蠕变性能的影响，并探讨了合金化行为的作用机理。本论文的目的在于通过提高铸件冷却速度、施加压力场作用和合金化相结合来提高Mg-Zn-Sn基合金的综合力学性能和耐热性能，为新型低成本高性能镁合金的研究提供新的思路。主要研究内容和结果如下：（1）系统地研究了五种凝固条件包括普通钢模铸造、水冷钢模铸造、水冷铜模铸造、水冷钢模加压铸造和水冷铜模加压铸造对Mg-6Zn-3Sn-2Al-0.2Ca铸态合金组织与性能的影响。研究结果表明，凝固冷却速率对合金的相组成有一定的影响，其中钢模铸造合金主要由-Mg、Mg₂Sn、Mg₃₂（Al, Zn）₄₉和MgZn相组成，而水冷钢模加压铸造和水冷铜模加压铸造合金则主要由-Mg、 Mg₂Sn、 Mg₃₂（Al, Zn）₄₉和Mg51Zn20相组成；随着凝固冷却速率的提高，合金中金属间化合物相的相对含量增加，合金元素在-Mg基体中固溶度下降，其中水冷铜模加压铸造合金中金属间化合物相的含量比钢模铸造合金高69%；水冷铜模加压铸造条件下合金的组织最为细小，综合力学性能最佳；凝固条件的差异影响合金的室温拉伸断裂形式，其中钢模铸造合金以解理断裂和微孔聚集相结合的混合型断裂为主，水冷铜模加压铸造合金以微孔聚集型韧性断裂为主。（2）系统研究了锌锡比（0.5,1和2）对Mg-xZn-ySn-2Al-0.2Ca（x+y=9wt%）铸态合金组织与力学性能的影响。研究结果表明，锌锡比的变化对合金的相组成不存在明显的影响，但会影响合金中金属间化合物的形态和数量；随着锌锡比的降低，合金中金属间化合物相的含量逐渐减少，其中Mg₂Sn相相对含量增加，含Zn相含量减少；室温下锌锡比为1的合金抗拉强度和屈服强度最高，而200℃下锌锡比为0.5的合金强度最高；锌锡比的变化影响合金的室温拉伸断裂模式，其中锌锡比为2的合金以微孔聚集型的韧性断裂为主、锌锡比为1的合金以混合型断裂为主，而两种合金高温拉伸断裂均倾向于韧性断裂。因此，Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al-0.2Ca合金是Mg-Zn-Sn基合金中比较好的成分配比。（3）系统研究了少量Ca（0.2%,0.4%和0.6%）对Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al铸态合金组织、力学性能和抗蠕变性能的影响。研究结果表明，Ca加入量高于0.4%时，合金中形成了CaMgSn三元相；少量Ca的加入可以明显细化合金组织和金属间化合物，提高合金的室温和高温强度并改善抗压缩蠕变性能，其中0.2%Ca和0.4%Ca合金分别在室温和200℃下强度最高；随着Ca含量的增加，合金的初始应变量和稳态蠕变速率（200℃/55MPa）均降低，其中0.4%Ca合金的初始应变量和稳态蠕变速率分别比基体合金低77%和71%；少量Ca的加入还会影响合金的拉伸断裂方式，合金的室温拉伸断裂方式随着Ca含量增加由解理型断裂向混合型断裂转变，而200℃下则由韧性断裂向准解理断裂转变。（4）研究了加入0.1%Ti以及复合添加0.1%Ti和0.02%B对Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al基铸态合金组织、力学性能和抗蠕变性能的影响。研究结果表明，合金中加入0.1%Ti以及复合添加0.1%Ti和0.02%B后组织和第二相得到细化，第二相相对含量和偏聚程度增加；加入0.1%Ti后合金的室温屈服强度提高、伸长率下降，200℃抗拉强度显著提高；复合添加0.1%Ti和0.02%B后合金的200℃下抗拉强度明显提高，比基体合金高30%；加入0.1%Ti后合金的初始应变量和稳态蠕变速率（200℃/55MPa）均降低，而复合添加0.1%Ti和0.02%B后合金稳态蠕变速率下降，初始应变量增加。