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稀土镁合金(Mg-RE合金)因其良好的室温和高温力学性能，而成为近年来研究的热点。对于不含Al的Mg-RE系合金，特别是对于Mg-Gd-Y-Zr系合金，Zr被认为是十分有效的晶粒细化剂。但 Zr主要以 Mg-Zr中间合金的形式加入，具有利用率低、恶化合金回收性等缺点。因此用廉价的 Al替代 Zr，不仅可以降低镁合金的经济成本，改善镁合金的回收性，还可以提高镁合金的性能。 本文以Mg-5Gd-3Y合金为基础，按0.6wt.％、0.8wt.%、1.0wt.%的比例加入Al元素，同时与加入0.4wt.%Zr的合金对比，研究 Al对 Mg-5Gd-3Y合金微观组织和力学性能的影响。 研究结果表明，铸态Mg-5Gd-3Y合金组织由α-Mg基体、Mg5Gd和Mg24Y5相组成。加入 Al后，出现了新相 Al2Gd、Al2Y，晶粒明显细化。选取强度最高的Mg-5Gd-3Y-0.8Al合金进行热处理工艺优化，得出最佳的热处理工艺参数为：510℃固溶6h，225℃时效12h。 经热处理的Mg-5Gd-3Y-(0,0.6,0.8,1.0)Al合金的晶粒尺寸随Al含量增加由117.2μm减小到24.6μm，而Mg-5Gd-3Y-0.4Zr合金的晶粒尺寸为110.7μm，表明Al对合金的晶粒细化效果比 Zr更为显著。随着 Al含量的增大，组织中的第二相逐渐增多。Al含量为0.8wt.%时，组织较为均匀。当 Al含量增大到1.0wt.%时，第二相开始团聚。错配度计算结果表明，Al2Gd、Al2Y可作为镁基体有效的形核核心。 随Al含量的增加，时效态 Mg-5Gd-3Y-xAl合金在同一温度下的抗拉强度和伸长率先升高后降低，当 Al含量为0.8wt.%时，合金的抗拉强度和伸长率均达到最大，且抗拉强度大于含0.4wt.%Zr的合金。在成分一定时，合金的抗拉强度随温度的升高而下降，室温下 Mg-5Gd-3Y-0.8Al合金的抗拉强度最大，为207MPa，而合金的伸长率则随温度的升高而增大。 在200℃/50MPa、250℃/70MPa条件下，Mg-5Gd-3Y-0.8Al合金的抗蠕变性能最好。在250℃/70MPa下蠕变后，合金的晶粒明显增大。随蠕变温度和应力的增加，合金的蠕变机制由位错滑移控制机制向位错攀移控制机制转变。