近年来,镁稀土合金由于既具有普通镁合金的所有特性,还具有其它镁合金无法比拟的室温、高温力学性能,越来越受到学术界与企业界的重视。与铸造镁合金相比,变形镁合金具有强度高、塑性好、组织致密,性能稳定、规格多样化等特点。除此之外,含稀土元素的镁合金具有优异的抗蠕变性和热稳定性等特点,已成为世界镁工业发展中的重要方向。但是,该系列合金塑性变形后组织的演变和晶体取向的改变对合金性能的影响复杂,强韧化手段及机理尚不明确。这些问题严重影响着该系列合金应用于航空、航天、兵器和汽车等主干轻质结构材料。因此,对上述问题的基础性研究具有重要的科学意义和工程应用意义。本文利用Pandat软件计算了Mg-Gd-Y合金相图,设计并制备了一种Mg-Gd-Y合金,利用光学金相显微镜、X射线衍射、场发射扫描电镜、透射电镜等方法综合分析铸态和挤压变形后合金的显微组织和晶体取向,测试了合金的热学和力学性能,分析和讨论了合金的断裂机理,强化机制和热处理工艺影响。获得的研究结果如下：制备合金成分Mg-9.8Gd-1.6Y-0.02Zn-0.5Zr(wt.%)(记GW102合金),合金的铸态组织为(αMg)等轴晶、离异共晶化合物Mg5(Gd0.6Y0.2Zn0.2)、颗粒化合物Mg5(Gd0.4Y0.6)和Mg24(Y，Gd)5、非平衡结晶的颗粒化合物Mg3(Gd0.5,Y0.5)组成。根据Mg-Gd-Y三元合金相图,该合金的室温相组成是a(Mg)+Mg24Y5+Mg5Gd+a(Zr).挤压态的挤压方向、45°方向和垂直于挤压方向的抗拉强度分别为309MPa、243MPa、215MPa,延伸率分别为7.0%、6.0%、2.4%。在200℃时效60h时,挤压时效态的挤压方向、45°方向和垂直于挤压方向的抗拉强度分别为377MPa、345MPa、268MPa,延伸率分别为7.5%、6.5%、3.5%。GW102合金的强化机制主要包括细晶强化、位错强化和时效强化。研究GW102合金断裂行为发现该合金的裂纹扩展过程为：微裂纹萌生在颗粒与基体界面或者团聚颗粒之间,因为这些区域的结合合力较弱处,在受到载荷时首先发生脱粘现象。在应力作用下,微裂纹长大并向前扩展。随着应力增加,裂纹尖端不断加宽,遇到钝化时,晶粒通过自身协调,释放应力,产生二次裂纹,当载荷超过裂纹钝化最大值时,裂纹才继续向前扩展,最后导致材料断裂。可以得出,裂纹扩展路径具有阶段性。经TEM分析,结果表明,无析沉淀析出带的存在将降低合金的屈服强度,并使塑性变形易于在该区发生,导致晶间破坏,弱化合金的强化效果。随着固溶时间的增加,GW102合金的硬度曲线有两次波峰,一次波谷。波谷的形成是由于固溶体内析出14H的长程有序结构(LPSO)。长周期(LPSO)结构相及其和位错的相互作用,改善了合金的延伸率。随着时效时间的延长,合金的硬度和拉伸性能均是先增加后降低,在200℃时效63小时,合金硬度和抗拉强度分布128HV、432MPa。该合金的时效析出序列是α(Mg)(过饱和固溶体)→β〞(DO19,140℃)→β＇(cbco,240℃)→β1(fcc,276℃)→β(fcc,510℃)。其中,在225℃时效处理40h时,析出相为β〞和β＇,析出颗粒的钉扎作用,阻碍了位错进一步的运动,进而提高了合金的强度。