Mg-Gd-Y系合金是近年来新开发的一类高强耐热稀土镁合金,在轻量化需求极大的航空航天领域,拥有广阔的应用前景。不过,航空航天器在飞行过程中会摩擦生热,高温力学性能是其关键技术指标之一。而Mg-Gd-Y系合金的高温力学行为研究还不系统,合金的成分、组织和高温力学性能之间的关系还不甚明确,尤其是析出相对高温性能的影响机制还缺乏系统研究。本文制备了几种不同Gd和Y含量的Mg-Gd-Y（Gd:3-12;Y:3-13,wt.%）合金,首先探讨了合金成分、热处理、预变形等对Mg-xGd-yY-0.5Zr合金微观组织、高温拉伸、高温疲劳、高温磨损和断裂行为的影响规律及机制,首次建立了合金成分、拉伸温度和力学性能的定量关系;发现了该类合金具有强烈的高温强度（屈服强度、抗拉强度、高周疲劳强度）反常行为,重点揭示了实验合金的高温强化机理以及高温强度反常行为机制,研究结果对开发高性能耐热镁稀土合金具有重要意义。首先研究了Gd含量对Mg-xGd-3Y-0.5Zr合金高温拉伸性能和高温磨损行为的影响规律,明确了铸态、T4固溶态和T6时效态Mg-xGd-3Y-0.5Zr合金的主要物相组成,揭示了合金中的方块相和β’相随着Gd含量的变化规律及机制,优化出了具有最佳室温综合力学性能的Gd含量合金为Mg-10Gd-3Y-0.5Zr,其室温抗拉强度和屈服强度分别为375 MPa和238 MPa。随着Gd含量从10wt.%进一步增加到12wt.%,室温抗拉强度下降到360 MPa,而屈服强度达到最高值244 MPa,且Mg-12Gd-3Y-0.5Zr合金在较高温度下表现出最高的拉伸性能。随着拉伸温度提高,Mg-12Gd-3Y-0.5Zr合金的屈服强度和抗拉强度先提高而后降低,150°C时达到最大值,分别为375 MPa和259 Mpa,表现出显著的高温强度反常现象。Mg-xGd-3Y-0.5Zr合金的磨损率随着滑动负载的增加而增加,当摩擦温度升高到200°C时,Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金的磨损率下降了约24%。在更高的磨损速度下,Mg-6Gd-3Y-0.5Zr和Mg-12Gd-3Y-0.5Zr合金的磨损率分别下降了约68%和50%,主要归因于磨损表面形成了稳定的氧化层。相同实验条件下,高Gd含量的合金均表现出更高的耐磨性能。其次探索了Gd和Y含量对Mg-Gd-Y合金高温力学性能的影响,明确具有高温强度反常行为的合金成分范围。在Mg-xGd-y Y-0.5Zr（Gd:6-12;Y:3-13,wt.%）合金中,Mg-10Gd-5Y-0.5Zr合金具有最佳室温和高温强度,室温抗拉强度和屈服强度分别是331 MPa和241 MPa;150°C下合金的抗拉强度和屈服强度分别增加到350 MPa和261 Mpa;甚至于在300°C下该合金的抗拉强度也能达到225 MPa。然后以Mg-10Gd-5Y-0.5Zr为研究对象进一步探索了热处理工艺和预变形处理对其高温拉伸性能的影响规律及机制。该合金在欠时效、峰时效、过时效时的室温力学性能没有明显差别,且这三种时效态合金均表现出显著的高温强度反常行为,即屈服强度和抗拉强度均随拉伸温度升高先增加而后降低。相对而言,随着时效时间的延长,合金的高温强度反常行为则更为明显。此外,未进行预变形处理的合金中β’析出相的密度低于预变形处理合金,这归因于预变形所产生的孪晶界和位错可以作为β’相的析出核心。在所有实验条件下,预变形处理Mg-10Gd-5Y-0.5Zr合金均具有最高的强度和最低的延伸率。之后研究了Mg-Gd-Y合金的高温高周疲劳行为,探明了其在不同实验温度下的疲劳裂纹萌生和扩展机制。首次发现了Mg-Gd-Y合金具有较强的高温疲劳性能反常现象,实验温度从室温升高到250°C时,高周疲劳寿命随温度升高先增加而后降低,在200°C时达到最大值。室温和200°C下高周疲劳S-N曲线结果表明,合金在200°C时5×106次疲劳强度为110MPa,明显高于室温疲劳强度（90MPa）。高温疲劳性能反常现象主要与实验合金在不同实验温度下具有不同的疲劳裂纹萌生机制有关,室温条件下合金的高周疲劳裂纹萌生以孪生为主,而200°C高温时却以位错滑移为主。最后重点阐明了Mg-Gd-Y合金的高温拉伸强度反常行为机制,其主要归因于β’析出相在不同拉伸温度下的形状和取向。在100°C-200°C温度范围内进行拉伸时,β’相的析出方向发生明显改变,取向朝着更有利于抑制基面滑移进而增加合金高温拉伸强度的方向转变。同时,高温拉伸也促进了孪晶的增加,而孪晶会进一步阻碍位错滑移。再者,高温下Mg-Gd-Y合金的?10 12?拉伸孪晶促进晶格取向更“硬”取向转变,以至于位错穿过孪晶界时会发生转向进而提高了孪晶内的硬化效率。不过,当拉伸温度高于200°C时,β’析出相会明显长大和软化,并发生相的转变,进而降低了合金强度。