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镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、电磁屏蔽性高和降噪能力强等优点,是最具发展潜力的绿色金属材料之一。绝对强度较低、塑性较差是影响镁合金广泛应用的一大瓶颈。因此开发新型高性能低成本镁合金对于扩大镁合金应用极其重要。其中合金化是提高镁合金强度及塑性的重要方法之一。本文以开发新型5高性能变形镁合金为研究方向,研究了复合添加Ca和Sn对Mg-6Zn-1Mn（ZM61）变形镁合金显微组织和力学性能的影响。主要对Mg-6Zn-1Mn-4Sn-xCa（ZMT614-xCa,x=0、0.2、0.5、0.8,wt.%）和Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-x Sn（x=0、1.0、2.0、3.0,wt.%）合金的组织演变、第二相形貌特征、室温力学性能以及热变形行为进行研究。在ZMT614-xCa（x=0、0.2、0.5、0.8,wt.%）合金体系中,铸态ZMT614合金组织中第二相呈粗大连续网状分布,包含α-Mn、Mg-Zn相以及Mg2Sn相。添加Ca之后组织中出现了针状的Ca Mg Sn相,且铸态组织得到明显细化。当Ca含量超过0.5wt.%时,组织细化作用减弱甚至有粗化的现象。随着Ca含量的增加,合金中Ca Mg Sn相的体积分数逐渐增加,其形貌也从针状部分转变为棒状,Mg2Sn相的体积分数逐渐减小。在Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-x Sn（x=0、1.0、2.0、3.0,wt.%）合金体系中,随着Sn的添加,第二相由α-Mn、Mg-Zn和Ca2Mg6Zn3转变为α-Mn、Ca Mg Sn、Mg-Zn、和Ca2Mg6Zn3。其中Ca2Mg6Zn3相的体积分数随着Sn含量的增加而逐渐减小。通过热力学计算论证了Ca Mg Sn的形成焓明显低于其他三元相或二元相的形成焓,因此,Mg-Zn-Mn-Sn-Ca系镁合金在凝固过程中,Ca Mg Sn相会优先形成。热挤压完成后,ZMT614-xCa（x=0、0.2、0.5、0.8,wt.%）合金组织得到明显改善。挤压过程中合金进行了完全动态再结晶,再结晶晶粒尺寸分别为7.65μm、4.72μm、4.85μm和4.81μm。在Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-x Sn（x=0、1.0、2.0、3.0,wt.%）合金体系中,Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金在350℃条件下挤压不能进行完全动态再结晶,挤压态组织中存在变形拉长晶粒。添加Sn能明显促进动态再结晶,再结晶晶粒尺寸分别为2.7μm,3.5μm,2.8μm和3.9μm。固溶处理后晶粒长大明显,两种合金体系中大量Ca Mg Sn相不能固溶进Mg基体。因为该固溶温度条件下基体镁的最大溶解度有限,并且Zn在Mg中的固溶度及扩散速率远大于元素Ca和Sn。ZMT614-xCa（x=0,0.2,0.5,0.8,wt.%）合金和Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-x Sn（x=0、1.0、2.0、3.0,wt.%）合金在时效过程中最主要的强化相是Mg-Zn相,包括平行于方向的β’杆状相和平行于（0001）基面上的β’’盘状相。加入Ca/Sn元素会促进Mg-Zn相的析出,其数量增加,尺寸变小,分布更加弥散。在ZMT614-xCa（x=0、0.2、0.5、0.8,wt.%）合金体系中,时效态ZMT614-0.5Ca合金的屈服强度、抗拉强度分别提高96MPa和90MPa,为345MPa、378MPa延伸率为6.5%。合金时效后性能的提升归因于Mg-Zn相的细化和弥散分布。对于Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-x Sn（x=0、1.0、2.0、3.0,wt.%）合金,挤压态Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-2Sn合金的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率分别为299MPa、366MPa和9.2%,其强化机制主要是第二相强化;时效态Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-2Sn合金的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率分别为379MPa、407MPa和7.5%。对于Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca和Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-1Sn合金,由于时效过程中Zn优先与Ca形成Ca2Mg6Zn3相,导致Mg-Zn析出相数量减少,时效强化效果不佳。挤压态ZMT614-xCa（x=0、0.2、0.5、0.8,wt.%）和Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-x Sn（x=0、1.0、2.0、3.0,wt.%）合金的断裂方式主要为韧性断裂和脆性断裂的混合断裂。两种合金体系经过时效处理后,断口出现解理台阶,断裂方式主要为脆性断裂。均匀化态Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金和Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-2Sn合金的流变应力应变曲线属于典型的动态再结晶类型。变形温度和应变速率是影响流变应力变化的重要因素,当变形温度降低或应变速率增加,合金的峰值应力则越大。同一变形温度和变形速率条件下,Mg-6Zn-1Mn-2Sn-0.5Ca合金的峰值应力总是比Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金的峰值应力高。这是因为添加Sn生成针状Ca Mg Sn相可以有效阻地碍位错运动。合金Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca和Mg-6Zn-1Mn-2Sn-0.5Ca的变形激活能分别为199.654k J/mol和276.649k J/mol。Mg-6Zn-1Mn-2Sn-0.5Ca合金的最佳加工区域可以总结为:T=300～350℃,?=0.05～0.001s-1。