镁合金作为最轻的金属结构材料正逐渐被广泛应用，尤其是变形镁合金已经取得了引人注目的成就。但是由于室温塑性变形能力和高温热稳定性能差等特点，大大限制了镁合金的推广应用，因此开发出一种新的满足工业要求的高性能镁合金成为目前重要的研究方向。含稀土的镁合金显示了良好的室温和高温性能，并有潜力成为满足实际要求的高性能合金系。本课题以ZK21（Mg-1.5%Zn-0.6%Zr，wt.%）变形镁合金为基础合金，采用稀土元素Er进行改性，使用金相电镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及能谱分析等实验手段研究了Er含量在0~4.0%范围内合金的挤压态、挤压后热处理态的显微组织；分析了稀土Er在合金中的存在形式及其对合金微观结构和组织热稳定性的影响，探讨了不同温度和时间的热处理对挤压态合金显微组织的演变及力学性能的影响。研究结果表明，挤压态ZK21合金中存在两种形态的Mg-Zn相。加入合金元素Er之后，改变了合金中的第二相种类和数量，合金中出现了两种形态的Mg-Zn-Er相，分别是不规则四边形相和杆状相；合金中Mg-Zn共晶相数量减少。而且在加入Er的合金的基体中出现了大量条纹状的组织形态。挤压态稀土合金的力学性能曲线上在应变量2%~3%附近出现了具有明显上下屈服点的屈服平台。将试样拉伸至下屈服点后进行卸载再立即加载拉伸至应变量15%，屈服现象依然存在。第二次加载后产生的屈服程度比第一次有所减弱，表现在两个方面：a、上下屈服点所对应的应力值之差减小；b、第二次屈服的屈服平台宽度变窄。稀土元素能够在热挤压过程中促进合金的动态再结晶，在后续的热处理中提高合金发生静态再结晶的临界温度。对于350℃挤压态合金，随着Er含量的增多再结晶晶粒所占体积分数逐渐增多；而对挤压态合金进行后续热处理的过程中，合金发生明显静态再结晶的温度随Er含量的增加而提高。稀土Er的加入能够提高合金热处理过程中静态再结晶晶粒长大的激活能。相同条件下热处理，Er含量越高，合金的静态再结晶晶粒越难长大。420℃挤压后的合金在后续热处理之后，平均晶粒尺寸有所长大；合金组织形态较挤压态时没有明显变化，主要由尺寸较大的和部分小的等轴晶晶粒组成。添加稀土Er的合金，晶粒尺寸随Er含量的增加逐渐减小。Er的加入抑制了合金的再结晶晶粒长大，提高了合金的热稳定性。稀土Er具有促进合金均匀静态再结晶的作用。在不含Er的合金中存在着明显的晶粒大小不均匀的现象；随着Er含量的加入，晶粒尺寸趋于均匀，当Er含量的继续增加达到2.0%、4.0%时，合金中大、小晶粒之间的尺寸差异变小，组织基本是由细小的等轴晶粒组成。相对于其它含Er量的合金，含Er为2.0%的合金在本实验挤压和热处理条件下显示了最好的热稳定性。该合金经过不同温度的挤压和不同条件的热处理，硬度值的变化最小。