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镁合金作为轻质的工程结构材料，其在汽车、航空航天和其它领域的应用前景广阔。然而，现有镁合金的高温力学性能等还难以满足工业生产的需要。因此，有必要开发高性能的新型耐热镁合金。Mg-Sn-Sr镁基合金作为一种潜在的高温镁合金，其研究正引起国内外的关注和重视。然而，目前国内外对于Mg-Sn-Sr镁基合金的研究主要集中在少量合金的组织性能方面，对进一步通过合金化和/或微合金化改善合金组织和性能方面的研究还非常少。因此，针对Mg-Sn-Sr镁基合金进一步合金化和/或微合金化的组织和性能控制展开研究，对于高性能Mg-Sn-Sr镁基合金的开发及扩大镁合金的应用具有非常重要的理论指导意义和实际应用价值。本文基于Mg-3Sn-2Sr（wt.%）三元新型镁合金，利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、差热分析（DSC）以及抗拉和蠕变性能测试等手段，研究了Ca、RE(Ce、Y和Gd)和Ti添加对Mg-3Sn-2Sr镁合金显微组织和力学性能的影响，尤其是对铸态组织及抗拉性能和蠕变性能的影响，并得到了以下主要研究结果：1）Mg-3Sn-2Sr镁合金的铸态组织主要由α-Mg、SrMgSn和少量的Mg2Sn相组成，在Mg-3Sn-2Sr合金中添加0.3-1.0wt%Ca后，合金中出现了CaMgSn新相，并且在添加1.0wt%Ca的合金中还发现存在Mg2Ca相。2）在Mg-3Sn-2Sr镁合金中添加0.3-1.0wt%Ca可以改善合金的抗拉性能和蠕变性能，并且随着Ca添加量从0.3wt%增加到1.0wt%，含Ca合金的抗拉性能和蠕变性能逐渐增加。在添加了0.3wt%、0.6wt%和1.0wt%Ca的三个试验合金中，以添加1.0wt%Ca合金的抗拉性能和蠕变性能相对较佳。对于Ca添加对Mg-3Sn-2Sr合金蠕变性能的影响，其可能与Ca添加形成了额外的CaMgSn热稳定相以及Ca含量增加导致CaMgSn相数量增加有关。3）在Mg-3Sn-2Sr镁合金中分别添加1.0wt%Ce、1.0wt%Y和1.0wt%Gd后，合金的组织仍主要由α-Mg、SrMgSn和少量的Mg2Sn相组成，但合金组织中原有的富Sn区域消失，并且分别有Mg12Ce、Mg24Y5和Mg5Gd相形成。同时，Ce和Y添加还有利于Mg-3Sn-2Sr合金中Mg2Sn相的生成而Gd添加则没有发现类似的结果。此外，Gd添加对Mg-3Sn-2Sr合金的组织有一定的细化效果。4）在Mg-3Sn-2Sr镁合金中添加1.0wt%Ce、1.0wt%Y和1.0wt%Gd可以改善合金的抗拉性能和/或蠕变性能。对于抗拉性能的改善，以添加1.0wt%Gd的效果最佳。而对于蠕变性能的改善，则以添加1.0wt%Ce最为明显。5）在Mg-3Sn-2Sr镁合金添加0.1-0.3wt%Ti虽然对合金组织中相的类型没有明显影响，但使合金中呈花瓣状的SrMgSn相的数量增加且分布更分散。此外，在Mg-3Sn-2Sr镁合金添加0.1-0.3wt%Ti可以明显改善合金的抗拉性能和蠕变性能。在添加了0.1wt%、0.2wt%和0.3wt%Ti的三个试验合金中，以添加0.1wt%Ti合金的抗拉性能相对较高，而以添加0.2wt%Ti合金的蠕变性能相对较佳。