Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金因其优异的高强高塑性,成为在航空航天等领域最具有发展潜力的稀土镁合金之一。目前对于该合金体系的研究大都聚焦于合金的强韧化研究,但对其性能稳定性研究较少,尤其是外界环境的不断变化对材料性能的影响研究,仅有的一些研究还局限于普通商用镁合金,因此为了进一步扩宽高强稀土镁合金材料的应用场景,发挥材料的应用潜力,需要对材料服役性能稳定性进行相关研究。本文通过铸造、挤压、热处理等工艺制备出高强韧性Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.4Zr合金,并对其进行冷热循环处理,研究温度循环变化条件下,组织和性能的变化,并分析对其强塑性和断裂行为的影响。为了模拟空天环境温度的变化,根据调查资料和技术要求,航天器内部温度的变化范围通常要求控制在-10℃至50℃之间,因此本文中实验温度设置范围为-50℃至100℃,单个周期循环时间为4小时。通过设计0次、30次、100次、300次和500次的多个周期性的冷热循环实验,分析不同循环周期下合金组织和性能的变化。探究经过冷热循环处理后合金强塑性和断裂行为的变化。研究结果表明,冷热循环处理后,XRD实验显示合金组织的物相组成没有发生明显的变化,扫描电镜下显示合金的组织结构也没有发生明显的变化。但是合金中的再结晶晶粒的尺寸出现一定程度的减小。透射电子显微镜下显示合金再结晶区域晶界处第二相的尺寸逐渐降低,体积分数在逐渐增加,成分出现了较为明显的变化,镁元素的含量逐渐增多,稀土含量逐渐降低,表明冷热循环处理促进了第二相的继续析出。冷热循环处理后,合金的强度和硬度变化不大,但是合金的断裂延伸率呈现出先减少后增加的现象。合金的硬度基本无变化主要是因为冷热循环过程中没有新相的生成,合金的组织结构也没有发生明显的变化。由于再结晶晶界处存在着大量弥散分布的块状第二相,抑制了再结晶晶粒中位错的滑移,在随着冷热循环的进行,这些第二相的尺寸出现减小的趋势,体积分数在逐渐增加,成分也发生了变化,EBSD数据显示合金的织构强度出现了先降低后增加的变化趋势,这种情况的出现可能影响了合金的延伸率,使其出现了先降低后增高的趋势。经过不同周期冷热循环处理后的合金,其断口均由解理面、撕裂棱、细小的韧窝和裂纹组成,因此,其断裂形式是都以韧性断裂为主,随着冷热循环周期的增加,孪晶的数量出现了先增加后降低的现象,且越是靠近断口附近,拉伸应变越高,孪晶的密度越大。微裂纹的密度则呈现出先减少后增加的趋势,这与组织中孪晶变化的趋势相反。说明一定程度的冷热循环处理,可以减少材料断裂时孪生变形的行为。