目前,水平井分段压裂改造技术是开发非常规油气资源（如页岩油气）的有效方法,而封堵工具则是该技术的核心装备。由于密度低、比强度高和易腐蚀,可溶镁合金已成为封堵工具的首选材料。然而,现有可溶镁合金强度低,且力学性能与腐蚀速率不协调,无法满足实际需求,因此开发适用于极端服役工况下高强度和快速腐蚀的可溶镁合金已成为我国油气开采领域的迫切需求。本文围绕高强可溶Mg-Gd-Y-Zn-Cu（-Ni）合金体系,通过成分设计与工艺调控,系统研究合金的微观组织演变及其对力学与腐蚀性能的影响规律,揭示合金的强韧化机制和腐蚀机理,阐明影响合金腐蚀行为的多种因素,为变形高强可溶镁合金的制备与应用提供理论依据。针对Mg-9.5Gd-2.7Y-0.9Zn合金,研究了 Cu元素（0～0.8 wt.%）对合金显微组织、力学和腐蚀性能的影响。结果表明,随着Cu含量的增加,铸态合金中Mg3RE和Mg5RE共晶相含量减少,LPSO相含量增加。挤压态合金中块状LPSO相通过颗粒刺激形核（PSN）机制促进动态再结晶的过程,然而片状LPSO相的存在会抑制亚结构的迁移,且块状和片状LPSO相能有效钉扎再结晶的晶界,从而阻碍了再结晶的形成和长大。在上述共同作用下,最终导致合金的再结晶晶粒尺寸随Cu含量的增加而减小,面积分数降低。随Cu含量的添加,合金中稀土含量减少导致固溶强化和析出强化有所下降,但形成更高含量的LPSO相引起的第二相强化和位错强化明显增加,最终合金表现出更高的力学性能。此外在晶粒细化、块状LPSO相含量增加和片状LPSO相扭折与细化的共同作用下,合金塑性得到有效的改善。在腐蚀方面,Cu的添加不仅提高了 LPSO相与基体间的电位差,而且增加了 LPSO相含量,从而产生更多的微电偶效应。因此含0.8 wt.%Cu合金表现出最优的力学和腐蚀性能,其抗拉强度为494 MPa,屈服强度为435 MPa,延伸率为4.0%,在93℃下3 wt.%KCl溶液中腐蚀速率为15.6 mg·cm-2·h-1。在Mg-9.5Gd-2.7Y-0.9Zn-0.8Cu合金基础上,研究不同Ni含量对合金组织与性能的影响规律。结果表明,随着Ni含量（0～1.2 wt.%）的添加,合金中LPSO相含量增加、c/a轴比降低和锥面＜c+a＞滑移的施密特因子平均值增加,合金的塑性得到显著提高,但合金中的固溶强化、析出强化等强化效果下降,最终含0.4 wt.%Ni合金的综合力学性能最佳,其抗拉强度为458 MPa、屈服强度为400 MPa和延伸率为6.1%。对于腐蚀而言,Ni的添加提高了不同形貌的LPSO相与基体的电位差,且促进了含Ni的LPSO相形成,从而使得1.2wt.%Ni合金表现出优异的腐蚀速率,为78.6 mg·cm-2·h-1（93℃下3 wt.%KCl溶液）。此外,还研究了 Mg-Gd-Y-Zn-Cu（-Ni）合金的腐蚀机理:在LPSO相与α-Mg形成的微电偶腐蚀作用下,α-Mg优先发生腐蚀,并在合金表面形成MgO、Mg（OH）2、Gd2O3和Y2O3产物;随后Cl-破坏腐蚀产物膜,使其保护效果下降;随浸泡时间的延长,基体表面发生脱落,直至整体腐蚀。以优选的Mg-9.5Gd-2.7Y-0.9Zn-0.8Cu-0.8Ni合金为研究对象,研究不同固溶工艺对变形态合金显微组织、力学和腐蚀性能的影响。研究表明,通过调控固溶工艺,获得不同分数（20%,30%,40%）的LPSO相合金。经过挤压后,合金中再结晶机制均为块状LPSO相主导的PSN、连续动态再结晶和非连续动态再结晶;同时密集的基面析出相阻碍亚结构向再结晶晶粒的转变,以上共同作用促使双峰组织形成。在变形初期再结晶晶粒的基面滑移和后期变形晶粒的非基面滑移协同作用下,合金具有良好的强度与塑性。其中含30%LPSO相的固溶态合金在挤压后屈服强度最高,为342MPa,其主要原因是更为明显的双峰组织特征、细小的再结晶晶粒以及强的织构强化效果。腐蚀结果表明,含20%LPSO相的固溶态合金在挤压后具有最高的腐蚀速率,主要原因如下:合金在挤压过程中形成了更多的片状LPSO相,大量存在的片状LPSO相/Mg基体/片状LPSO相的“夹层”结构,提供更多微电偶腐蚀所需位置;同时还存在部分分散的块状LPSO相,并未形成网状结构从而促进腐蚀的发生;合金平均晶粒尺寸细小,晶界密度高,表面活性增加,提高合金腐蚀。在优选固溶工艺的基础上,Mg-9.5Gd-2.7Y-0.9Zn-0.8Cu-0.8Ni合金表现出优异的综合性能,屈服强度为372 MPa,在93℃下3 wt.%KCl溶液中腐蚀速率高为63.4mg·cm-2·h-1,为油气开采用高强可溶镁合金提供了优选材料。