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作为目前强韧化效果最好的镁合金,Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的成分设计和工艺优化具有重大的研究意义。本课题针对目前研究中存在的一些问题,从以下两个方面展开研究。首先,以Mg-13Gd-x Y-1.5Zn-0.5Zr(x=0、2、4、6wt.%)合金为研究对象分析了Y元素含量变化对于Mg-13Gd-x Y-1.5Zn-0.5Zr合金镁合金组织及性能的影响规律;其次,对Mg-7Gd-2Y-1Zn-0.5Zr合金进行了室温预拉伸变形,研究了预拉伸量对于合金时效行为及力学性能的影响,并通过EVPSC模拟讨论了合金的变形行为和强化机制。对于Mg-13Gd-x Y-1.5Zn-0.5Zr合金,随着Y元素的添加,铸态合金中第二相的数量逐渐增多,并使得合金中的初生相从Mg5Gd相向Mg24Y5相转变,由于第二相数量及种类的变化,合金屈服强度及加工硬化率均随着Y元素含量的增加而上升,但加工硬化指数和硬化能力有所下降。除6Y合金外,其余成分的合金在510℃保温12h之后晶界处鱼骨状的Mg5Gd相以及脆性Mg24Y5相均基本消失,含Y合金中出现了部分块状LPSO相,一级均匀化处理下难以消除。挤压之后的Mg-13Gd-x Y-1.5Zn-0.5Zr合金均呈现双模组织,Y元素含量可以影响挤压态合金动态再结晶的体积分数,从而影响合金的力学性能以及加工硬化行为。Y元素的添加并未改变合金的时效析出行为,只是达到峰时效的时间有所不同。时效之后合金强度进一步提升,其中含4wt.%合金的屈服强度452MPa,抗拉强度500MPa。时效态合金硬化能力及加工硬化率随Y元素含量的变化趋势与挤压态合金相同。对于Mg-7Gd-2Y-1Zn-0.5Zr合金,在时效之前对合金进行预拉伸变形,可以改变合金的时效行为,并大幅缩短合金达到峰时效的时间,合金时效行为的改变与预拉伸引入的高密度位错有关。随预拉伸变形量增加,时效态Mg-7Gd-2Y-1Zn-0.5Zr合金的屈服强度逐渐上升,断裂延伸率有所下降,且随着预拉伸量的增加,所引起的强化效应减弱。预拉伸变形量为7%的合金T5处理后的屈服强度达到434MPa、抗拉强度达到453MPa,断裂延伸率仍有17.2%,获得了优异的综合力学性能。相较于挤压态合金,时效之后合金硬化能力及加工硬化率均有所下降,预拉伸变形后两项指标的下降趋势更加明显。根据弹粘塑性自洽模型的模拟结果,不同状态下Mg-7Gd-2Y-1Zn-0.5Zr合金的变形行为大致相同,室温下沿ED方向拉伸时主要启动的变形机制为基面滑移和柱面滑移,拉伸孪晶和锥面滑移几乎不启动。相较于挤压态合金,时效之后合金柱面滑移的相对启动量增加,预拉伸+时效处理之后增加量更大。预拉伸变形,可以同时提高时效态合金的基面滑移和柱面滑移的CRSS。