本文采用CS-1V型六面顶液压机,在2 GPa、4 GPa和6 GPa高压下对Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr 和 Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr-0.5（Cr,Ca）合金进行了高压凝固实验。利用SEM/XRD等分析手段研究了 GPa级高压作用下、复合添加（Cr,Ca）对Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr合金凝固组织特征及凝固组织细化机制,室温力学性能及力学性能提升机制的影响。实验研究结果如下:在GPa级高压作用下,Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr合金“枝晶团”平均尺寸由常压下的344μm,逐渐减小到2 GPa、6 GPa下的110μm、59 μm,单位面积上晶核数目由常压下的19个,逐渐增加到2 GPa、6 GPa下的65个、129个;晶间第二相逐渐由常压下“层状共晶”组织形态连成网状分布变为2 GPa、6 GPa断续分布的下颗粒状或细带状;Zn和Cu在基体中的固溶度由常压下的1.6%和0.11%,逐渐增加为2 GPa、6 GPa下的3.58%和0.16%、4.80%和0.21%、复合添加（Cr,Ca）后,实验合金“枝晶团”平均尺寸由常压下的262μm,逐渐减小到2 GPa、6 GPa下的58 μm、44 μm;单位面积上晶核数目由常压下的31个,逐渐增加到2 GPa、6 GPa下的98个、174个;基体中的Zn和Cu固溶度由常压下的1.60%和0.11%,逐渐增加为2 GPa、6 GPa下的3.58%和0.16%、4.80%和0.21%。复合添加（Cr,Ca）后,基体中的Zn和Cu固溶度由常压下的3.63%和0.19%,逐渐增加为2 GPa、6 GPa下的5.68%和0.28%、6.23%和0.55%。由此可见,高压凝固显著细化了合金凝固组织,极大地改善了晶间第二相形态与分布,明显增加了溶质原子在基体中的固溶度。复合添加（Cr,Ca）后,进一步细化了高压凝固实验合金组织,增加了溶质原子在基体中的固溶度。常压下,MgZn2相、Mg2Ca相、Cr2Zr相与Mg基体的低指数晶面的错配度均大于15%,均不是α-Mg的有效异质晶核。当凝固压力增加至5 GPa时,MgZn2相、Mg2Ca相、Cr2Zr相与α-Mg之间均存在位置非常相近的菊池极和相互平行的菊池带;MgZn2相与其周围 α-Mg 基体间取向关系为:[1100]MgZn2//[1100]α-Mg,（0001）MgZn2//（0001）α-Mg;Mg2Ca 相与其周围 α-Mg 基体间取向关系为:[0001]Mg2Ca//[1210]α-Mg,（0001）Mg2Ca//（0001）α-Mg;Cr2Zr相与其周围α-Mg基体间取向关系为:[110]Cr2Zr//[1120]α-Mg,（110）Cr2Zr//（0001）α-Mg。因此,MgZn2相和复合添加（Cr,Ca）后产生的新相（Mg2Ca相、Cr2Zr相）都是高压作用下凝固（5 GPa）时Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr-0.5（Cr,Ca）合金晶内部分α-Mg晶体的有效异质晶核衬底。常压下,Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr 合金的 σb、σs和 δ 分别为 170MPa、160MPa 和 11.0%。经2 GPa、6 GPa高压凝固后,其室温性能分别为σb、σs和δ分别为320 MPa、280 MPa和 18.4%,430MPa、370 MPa 和 14.0%。复合添加（Cr,Ca）后,Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr-0.5（Cr,Ca）合金的σb、σs和δ由常压下的241 MPa、216 MPa和14.8%,逐渐增大到2 GPa、6 GPa下的 409MPa、362 MPa 和 21%,520 MPa、460MPa和 16.5%。即,GPa级高压作用下,复合添加（Cr,Ca）能大幅提升合金的室温压缩性能,6 GPa下合金的强塑积高达8580 MPa.%。Mg-6Zn-0.5Cu-0.2Zr合金由常压至2 GPa时,细晶强化、固溶强化和第二相强化对强度的贡献比分别为10%、75%、15%,固溶强化贡献率最大,为主要强化机制;2 GPa～6 GPa时,三者对强度的贡献比分别为10%、63%、27%,固溶强化为主要强化机制。复合添加（Cr,Ca）后,常压至2 GPa时,细晶强化、固溶强化和第二相强化对强度的贡献比分别为14%、67%、19%;因此该过程中的强化机制主要为固溶强化。2 GPa～6 GPa时,三者对强度的贡献比分别为6%、33%、61%;故第二相强化成为主要强化机制;且随着压力的提升,第二相强化贡献率逐渐增大。由此可见,高压凝固和复合添加（Cr,Ca）改变了合金的主要强化机制。