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稀土镁合金具有低密度、较高的强度、优良的耐热性，抗蠕变性能等在航空航天、兵器和汽车等行业有着重要应用，成为目前国际上的研究热点之一。稀土元素的特殊性可以从根本上改变合金的相形成及转变过程，但稀土镁合金的强化机制至今尚还存在许多争议，且稀土镁合金仍具有热加工性差、室温塑性低等缺点，因此有必要针对典型的稀土镁合金在不同状态下的强化机理及高温变形行为进行深入的研究，从而为镁合金合金的热加工工艺提供指导。此外，高性能的镁合金薄壁回转体构件在航空航天领域有着重要的应用，而旋压技术是此类构件首选的成形技术，但由于镁合金由于旋压成形难度大仍少有研究，亟需开展相关方面的研究。本文首先研究了不同固溶处理条件下Mg-4Gd-3Y-0.5Zn-0.3Zr稀土镁合金的微观组织演变和力学性能变化规律，探讨了该合金的强化机理。随后利用高温热压缩实验对Mg-4Gd-3Y-0.5Zn-0.3Zr合金的高温塑性变形行为及其组织演变规律进行了研究，计算了不同条件下的变形激活能，确定了合理的热加工参数。随后开展了铸态Mg-4Gd-3Y-0.5Zn-0.3Zr合金开展热旋成形实验研究，揭示了旋压过程中的显微组织和力学性能的演化规律，分析了该镁合金旋压过程中各类缺陷的的产生原因，提出了改进的方法。富稀土铸态Mg-4Gd-3Y-0.5Zn-0.3Zr合金中相对较小尺寸的晶粒、晶界处分布的β’相和Mg12(Gd,Y)Zn相及晶内长周期相（LPSO）共同导致该合金具有较高的强度。550℃，10h是合金最优的T4处理工艺参数，该条件下晶粒内部存在大量的长周期相，晶界上的Mg12(Gd,Y)Zn相全部转变为长周期相，β’相几乎全部回溶到基体，固溶强化和晶内密集的长周期相是该条件下合金具有高强度的主要原因。热压缩模拟的实验结果表明Mg-4Gd-3Y-0.5Zn-0.3Zr合金的流变应力随着温度的升高而降低，随着应变速率的增大而增大，合金的热变形激活能Q=354.1415KJ/mol。Mg-4Gd-3Y-0.5Zn-0.3Zr合金的变形过程主要以位错滑移为主，并有孪生和位错攀移的产生；合金软化机制为动态再结晶。通过对不同温度和应变速率下微观组织的观察，确定了该铸态合金热加工合理的工艺参数：425℃～450℃，0.001s-1～0.1s-1。设计了合理的旋压成形方案，确定了该合金合适的旋压温度区间（440℃～460℃），开展了铸态合金筒形件热旋成形实验。通过观察旋后不同道次轴向和切向组织的变化发现，材料轴向和切向出现了被拉长的纤维组织，并且在变形过程中发生了动态再结晶。材料内部由于Gd、Y等元素不能与Mg基体完好的融合在一块，产生了微裂纹，导致合金强度得不到大幅度的提高。旋压过程中温度过低时，出现了环向撕裂、端部开裂等工艺缺陷；减薄率太小时，出现内部龟裂微裂纹；温度过高时，出现隆起以及过烧现象。