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目前,工业上应用较多的镁合金主要是Mg-Al和Mg-RE系合金。Mg-Al系镁合金成本较低,同时具有良好的室温性能,但其组织中含有低熔点共晶相Mg17Al12,因此耐热性能较差。Mg-RE系镁合金由于高强耐热,在航空、航天等国防领域得到了一定应用,但其成本高昂,很难在汽车、电子等民用领域大规模推广。Mg-Zn-Al系合金是上世纪70年代开发的一种新型镁合金,其高温性能优于Mg-Al系合金,成本又远低于Mg-RE系合金,是极具潜力的低成本耐热镁合金。但是,该系合金铸造成形过程中热裂倾向严重,极大限制了其工业应用。液态挤压铸造、半固态流变挤压铸造既能细化合金组织,提高力学性能,又可以显著降低合金热裂倾向,其在Mg-Zn-Al系合金中的应用,可以极大推动这种低成本耐热镁合金的发展。本文以自主开发的Mg-12Zn-4Al-0.5Ca(ZAX12405)合金为研究对象,采用液态挤压铸造和半固态流变挤压铸造两种方法对该合金进行成形。首先,系统研究了液态挤压铸造工艺参数对ZAX12405合金微观组织和力学性能的影响规律,结果发现:增加压力会带来合金组织致密度的显著提升以及一定程度上的晶粒细化;浇注温度的降低使合金微观组织得到细化,但同时合金的流动性也会下降,进而导致凝固组织中的缩孔率增加、致密度下降;在合金凝固结束前延长保压时间对提升组织致密度、实现晶粒细化均有利,一旦凝固结束,继续延长保压时间无明显作用。在此基础上,获得了优化的液态挤压铸造工艺参数:压力120MPa,浇注温度650°C,保压时间30s。该工艺下合金的室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到211MPa、113MPa和5.2%,相比于重力铸造ZAX12405合金,其室温抗拉强度和延伸率分别提升了40%和300%。其次,通过气体搅拌法制备出高质量的ZAX12405合金半固态浆料,得到了优化的制浆工艺参数(浇注温度为580°C,吹气流量为8L/min),并揭示了ZAX12405合金制浆过程中非枝晶组织的形成机制。最后,对气体搅拌法制备的ZAX12405合金浆料进行了流变挤压铸造成形。同时,对比分析了重力铸造、液态挤压铸造和流变挤压铸造ZAX12405合金的室温、高温力学性能。研究发现:相比于液态挤压铸造,半固态流变挤压铸造ZAX12405合金的室温和高温力学性能都有进一步提高,室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到223MPa、113MPa和7.2%,200°C时抗拉强度和延伸率达到134MPa和38.1%。相较于其他两种成形方式,半固态流变成形合金力学性能提升的主要原因是:α-Mg晶粒细化和圆整化,以及第二相组织细化与分布弥散化。