镁锂合金具有质量轻、密度小、原材料丰富等特点,在航空、航天和兵器等领域具有非常广泛地应用前景。但镁锂合金的强度与密度成反比,密度越小,强度越低,如何开发出高强度低密度兼顾的镁锂合金一直是国内外研究的热点和难点。时效强化是金属结构材料强化最基本的手段之一,而国内外关于镁锂合金时效硬化行为的研究较少,对该系列合金时效硬化行为、显微组织和性能演变规律没有统一的说法,也限制了该合金的进一步发展。本文选取高强度Mg-5wt.%Al合金为研究对象,添加不同含量的金属锂,制备Mg-5wt.%Al-xwt.%Li合金。研究合金在金属型铸造、热挤压或固溶时效过程中显微组织、力学性能演变规律,以及在固溶时效过程中的硬化行为。采用中频感应电炉在高纯氩气保护下进行熔炼、铸造Mg-5wt.%Al-（0～6）wt.%Li试验合金,在700℃浇注直径180mm、高250mm铸锭。接着对铸锭进行250℃+24h均匀化处理,并以挤压比1:8、挤压温度300℃进行热挤压处理。铸态合金和挤压态分别在345℃固溶0～24h,在80～120℃时效0～216h,制备不同热处理状态的试样。采用光学金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）以及拉伸性能测试和硬度测试等手段分析研究实验合金的显微组织和相组成,及其合金在固溶及时效过程中显微组织和力学性能演变规律。具体结论如下:1)Mg-5wt.%Al-xwt.%Li（x=1、2、4、6）铸态合金的显微组织均由粗大的α-Mg相、细小的β-Li相和不同含量的树枝状的Al₂Mg组成。随着Li含量的增加Al₂Mg相含量降低,同时析出短棒状Al Li相和片层状的Li₃Al₂相。当Li含量为6%时,Al₂Mg相的含量最少,原因在于Li元素比Mg元素更活泼、电极电位更小与Al元素的电位差大,故而随着Li含量的增加更易于形成Al Li相和Li₃Al₂相。2)随着Li含量的增加,铸态Mg-5wt.%Al-xwt.%Li三元合金的抗拉强度和延伸率逐渐降低、硬度逐渐提高为71.9MPa,密度逐渐降低为1.55g/cm³。随着Li含量的增加,第二相化合物的数量和尺寸同时增加,所以解理面、解理台阶和韧窝逐渐减少,沿晶断裂由此产生。3)对Mg-5wt.%Al-xwt.%Li合金进行345℃、0～24h固溶处理,随着固溶时间的增加,合金的硬度均先快速减小,后达到平衡。在相同的固溶时间下,随着Li含量的增加合金的硬度逐渐增大。随着固溶处理的进行合金中的小树枝状Al₂Mg相、颗粒状和线形Al Li相以及片层状Li₃Al₂相固溶进α-Mg基体之中,并且可能形成新相Mg₁₇Al₁₂。4)对Mg-5wt.%Al-xwt.%Li合金在80～120℃时效处理时,时效硬化效果随着时效温度的增加而降低,但随着时效时间的延长先逐渐增加然后降低。随着Li含量的增加时效硬化效果逐步增强。合金的时效过程包括:时效初期（1～72h）,α-Mg基体中析出Al Li相、Al₂Mg相;快速析出期（72～180h）,从α-Mg中析出Li₃Al₂相,180h时达到峰值时效,析出相为Mg₁₇Al₁₂相、Al₂Mg相、Al Li相;过时效期区（>180h）,Mg₁₇Al₁₂相衍射峰消失,析出相聚集、长大产生了过时效软化现象。5)铸态Mg-5wt.%Al-xwt.%Li合金经过345℃固溶、80℃峰值时效处理,当Li含量为1wt.%时,其抗拉强度为最大值,由198MPa提高到253MPa,提高了27.8%。当Li含量为4wt.%时,其抗拉强度提高最显著,由123MPa提高到165MPa,提高了34.1%。6)挤压态Mg-5wt.%Al-xwt.%Li合金在80～120℃温度下做时效处理时,时效硬化效果随着时效温度的增加而降低,但是随着时效时间的增加而上升。同时,随着Li含量的增加时效硬化效果逐渐增强,说明加入Li元素可以有效提高合金时效过程中析出相的含量。自然时效可以缩短挤压态LA45（Mg-5Al-4Li）合金达到峰值时效所需时间（108h）,并会出现峰值硬度区（108～180h）。