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Mg-Gd-Y系合金因其出众的时效硬化能力和高达300℃的耐热特性,近年来已成为镁合金材料界的研究热点之一。焊接作为金属材料工程领域中极重要的一个环节,其接头质量的好坏又直接影响材料的应用。搅拌摩擦焊(FSW)是一种高质、高效、节省、且环保的连接技术,但在镁合金连接上的研究报道却还较少,特别是具体高强耐热性能的Mg-Gd-Y系合金。因此,本论文就以该类镁合金为研究对象,采用目前较先进的FSW技术研究了其焊接及加工性能,取得了以下研究结论。搅拌摩擦焊(FSW)技术用于Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金连接,接头区的微观组织与硬度变化明显可分为三个区：即发生动态再结晶,为等轴细晶、硬度值最高的焊核区(WNZ)；具有热变形特征,第二相会粗化、溶解,硬度值稍低的热机影响区(TMAZ);晶粒尺寸与母材相当,第二相粗化,硬度值低于母材的热影响区(HAZ)。在本工作实验条件下,Cast-T6铸件试样的焊接系数达0.91·,且延伸率相对于母材有大幅度提高。断口形貌SEM分析显示,接头断裂模式为韧性断裂。搅拌摩擦加工(FSP)工艺参数研究表明Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的加工参数较广。在旋转速率为475-1500r/min和移动速度为30-118mm/min的加工条件下,该合金搅拌区均可获得良好的等轴细晶组织,且硬度远高于母材。此外加工参数中搅拌头旋转速率对搅拌区组织影响较大,本工作实验最佳旋转速率为750r/min。对铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金板片进行密排FSP,所获得板材组织晶粒细小、均匀,即便加工道次间的交界处组织也过渡良好。铸造合金中大量分布的粗糙树枝共晶化合物被高速搅拌头显著破碎、分散,甚至溶入到基体中。同时粗大富稀土第二相粒子也发生极大程度细化和均匀分布。拉伸实验表明：经密排FSP及随后时效处理后,铸造合金板材的力学性能可大幅度提高,特别是Cast-T4态合金的抗拉强度可提高至390MPa。故对于该类稀土镁合金,我们可建立一种制备高性能镁合金板材的新工艺——“铸造+固溶+密排FSP+时效”,该工艺可显著改善和提高铸造镁合金的组织与性能。