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镁合金被称为“21世纪绿色工程材料”,是目前最轻的金属结构材料。但当使用温度≥120℃时,镁合金材料就发生蠕变,使其高温热性能劣化、力学性能降低、外形尺寸改变,极大地限制了它作为轻金属结构材料的应用范围,成为汽车轻量化进程中汽车动力系统零部件应用的最大障碍之一。稀土元素Y资源丰富、原子和离子半径与镁相近,在镁中的固溶度较大,对镁合金基体有固溶强化、时效强化、弥散强化作用。为此,用稀土元素Y来提高、改善镁合金的高温综合性能已成为该领域的研究热点之一。本研究首先用相似理论优化井式坩埚炉顶吹Ar搅拌精炼方法；并用井式坩埚炉在CO2+SF6保护气氛和优化的顶吹Ar搅拌精炼中熔炼、精炼和制备了Mg-9A1-2.25Sr-xY系列镁合金。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析和测试手段,系统、深入地研究Y含量对铸态合金的晶粒尺寸、组织形貌、微观结构和室温以及高温下力学性能的影响,为提高镁合金高温性能,扩大Mg-Al系合金及其稀土元素的应用范围提供基础的实验数据。本课题研究得出以下的结论：(1)通过冷态模拟试验现象和热态对比试验数据分析可知,在本课题试验条件下,顶吹Ar搅拌精炼的通气流量在300Ncm3/s-500Ncm3／s范围内为宜,最佳点为450Ncm3/s。(2)采用顶吹Ar搅拌精炼,可有效提高元素利用率；其中,Mg、碱土元素、稀土元素的损失率分别比人工搅拌法减少8.3%、10.1%、32.5%,总金属损失量比人工搅拌方法降低11%。(3)随着Y元素含量的增加,Mg-9Al-2.25Sr-xY合金的晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势。当Y含量为0.35%时,合金组织的晶粒尺寸最为细小均匀；但Y含量>0.35%时,所形成的Al2Y相数量增大并发生团聚以及出现大量的呈蜂窝网状的Al7Sr8相恶化了合金凝固组织,合金的晶粒度又有长大的趋势。(4)随着Y元素含量的增加,Mg-9Al-2.25Sr-xY合金的室温和高温(200℃)力学性能均呈现先增大后减小的“山峰型”变化。室温和高温下的转折点均出现在Y含量为0.35%时,其室温抗拉强度6b、屈服强度σ0.2以及延伸率6分别比不含Y合金试样提高了67.9%、61.5%和89.7%,其值分别达到了207.65MPa、159.77MPa和9.75%,硬度达到95.5HBS；高温时的抗拉强度σb、屈服强度60.2以及延伸率δ值分别比不含Y的合金试样提高了72.4%、65.6%和66.2%,其值分别达到192.52MPa、135.83MPa和9.89%。(5)Mg-9A1-2.25Sr-xY系列合金断口主要呈现准解理和局部韧性断裂的混合特征。随着Y含量的增加,断口撕裂棱的数量增多,局部呈现出少量的韧窝,为脆性与韧性复合断裂；在Y含量为0.35%时,合金的韧性最佳；当Y含量为0.9%时,A12Y数量增多,发生团聚,且出现大量的网状的A17Sr8相,导致合金断口又出现大量的解理台阶,表现为脆性断裂特征。