本文在总结国内外耐热镁合金发展经验的基础上,自行开发了以(Mg₉₆Y₃Gd₁)_99.85Zr_0.15合金为基,通过添加Zn元素制备了几种不同成分高强度耐热镁合金。系统研究了冷却速度及热处理工艺对Mg-Y-Gd-Zn系合金显微组织和力学性能的影响;通过OM、XRD和SEM分析,研究了Zn对Mg-Y-Gd-Zn系合金基体形貌和析出相的形态、分布和晶体学特征的影响;研究LPSO结构的形成、转变与控制及其对合金力学性能的影响。研究表明,Mg-Y-Gd-Zn系合金具有较好的高温力学性能。Zn的加入,晶界上形成高温稳定的18R长周期结构相Mg₁₂Y₁Zn₁相,进一步提高了合金的高温力学性能,同时在铸态合金的基体内也出现长周期结构。通过热处理工艺的优化,使(Mg₉₆Y₃Gd₁)_99.85Zr_0.15和(Mg₉₅Y₃Gd₁Zn₁)_99.85Zr_0.15两种合金室温抗拉强度分别达到322MPa和290MPa,屈服强度达到233MPa和185MPa,在250℃高温下抗拉强度分别达到289MPa和319MPa。随着多个滑移系的开动以及塑性的改善,加Zn合金中由于高温稳定相的存在,Mg-Y-Gd-Zn系合金在高温下表现出了高于常温的力学性能。此外,本文通过不同冷却方式铸造(Mg₉₅Y₃Gd₁Zn₁)_99.85Zr_0.15合金组织的对比以及通过控制热处理工艺,讨论了LPSO结构的演变过程,并初步确定了控制其生长的工艺。同时,也讨论了LPSO结构的存在对Mg-Y-Gd-Zn系合金力学性能的影响。