镁合金作为结构材料在低温条件下得到广泛应用，然而为了满足在更高的温度（200℃以上）下使用，开发了耐热性能较好的稀土镁合金，其中高钆镁合金就成为近年来研究的热点。本文研究了Mg-Gd-Y-Sm-Zr系镁合金，通过固溶和人工时效来改善耐热镁合金的显微组织和提高其高温力学性能。文中综合运用了材料的各种研究方法，主要包括金相显微分析、带能谱的扫描电子显微分析、X射线衍射分析、拉伸和高温蠕变等测试手段并对实验合金的显微组织和力学性能进行观察与分析。结果表明，铸态和时效态Mg-Gd-Y-Sm-Zr系镁合金的显微组织都是由α-Mg基体、Mg₅Gd和Mg₂₄Y₅组成。随着温度的升高，合金的抗拉强度先增大后减小，在250℃时达到最大值（313.5MPa），延伸率随温度的升高而升高；通过固溶强化、析出强化和细晶强化等手段提高了Mg-Gd-Y-Sm-Zr系镁合金的室温和高温力学性能，改善了合金的塑性，其力学性能均优于WE54合金。室温下，Mg-Gd-Y-Sm-Zr系镁合金拉伸断口形貌呈现明显的解理平台，随着拉伸温度的升高，拉伸断口形貌中显示微孔聚集和撕裂棱逐渐增加，有从脆性断裂到韧性断裂转变的趋势。通过理论计算，α-Mg基体相与Mg₅Gd晶面错配度极小，在有效形核范围内，可作为良好的异质晶核，细化晶粒。Mg-Gd-Y-Sm-Zr系镁合金蠕变抗力要优于目前商业化应用比较成功的WE54合金，在200℃-300℃范围内，该系列合金的蠕变主要由位错攀移向位错交滑移控制机制转变；随着温度和应力的增加，Mg-Gd-Y-Sm-Zr系镁合金的蠕变激活能与纯镁的晶界扩散激活能80kJ/mol越来越接近。