镁合金是具有广阔应用前景的轻合金结构材料，但由于其强度低大大限制了它们的应用范围，因此如何提高镁合金强度一直是人们关注的热点。强化镁合金的主要途径有合金化强化、时效析出强化、弥散强化、细晶强化及复合强化等。由于的镁合金的绝对强度较低，单一的强化机制很难达到理想的强化效果，所以多种强化机制共同作用的复合强化成了提高镁合金强度的首要选择，其中预变形结构和热处理析出强化相相结合是一种最值得探索的自体复合强化途径。然而对具有六方结构的Mg合金而言，不论是其变形结构还是强化相析出的过程都十分复杂，目前仍存在很多问题尚待搞清。例如，在镁合金变形方面，对冲击变形镁合金微观结构的变化，变形孪晶的微观结构特征、孪生的晶粒尺寸效应以及高指数孪晶的形成机制等都缺乏深入的了解。在热处理调控强化相形成方面，作为镁合金中重要的强化相，长周期堆垛结构(LPS相)形成的过程及机制、合金成分、热处理温度以及预变形结构对其形成的影响等都是有待深入研究的重要问题。目前关于Mg合金变形结构和LPS相复合强化的研究尚无报道。　　本文针对上述镁合金中存在的问题，利用各种电子显微技术手段对在冲击变形条件下Mg-Y-Nd-Zn系合金的变形结构进行了细致的表征，并对在不同热处理条件下不同成分合金变形前后LPS的结构特征及演变机制进行了系统研究，其主要研究内容及取得的结果概要如下:　　首先观察了冲击变形导致的Mg-Y1.5-Nd0.6-Zn1.3(at.％)合金微观结构变化，揭示了孪生是占统治地位的变形模式，且主要的孪晶包括{10(1)2}、{10(1)1}、{11(2)1}型孪晶。首次在实验上观察到了罕见的{20(2)3}型变形孪晶，并建立了它由三次孪生形成的模型。对不同晶粒尺寸的冲击变形镁合金的电镜观察结果表明孪生行为及结构特征与晶粒尺寸有关。晶粒尺寸在约200μm时基体中存在高密度的孪晶。这些孪晶晶界上存在台阶，且部分台阶会向基体发射堆垛层错。高分辨观察显示孪晶晶界处存在的台阶高度可能不同，但基本都包含偶数层原子面。当平均晶粒尺寸降低到50nm时，变形孪晶的形成数量极为稀少。关于该尺度下的孪晶的形成和结构特征之前尚鲜有报道。在实验上首次观察到了直径约40nm的{10(1)2}变形孪晶，并揭示了该纳米孪晶的界面上存在高密度台阶结构。孪晶界附近存在高度应力集中，导致附近基体发生了较严重的晶格畸变。当晶粒尺寸降低到10nm以下时，纳米变形孪晶的形成数量趋于增多，甚至出现了粗晶合金中难以形成的具有高剪切应变量的孪晶。此外，通过TEM观察发现孪生引起的应力区在400℃热处理过程中会形成带状亚晶。　　其次，对在热处理条件下Mg-Y-Nd-Zn合金中LPS强化相的形成，结构特征以及过程机制进行了系统研究。揭示了热处理温度以及Zn元素含量对LPS形成和分布的影响。提出了基体析出LPS的过程机制，指出基体中LPS相的析出可以由基本构建单元（模块）的形成和有序堆垛来描述。单个模块是高温稳定相，甚至经525℃固溶处理后也不会消失。单个模块的一侧存在应力区，并提出了这个应力区的模型。固溶合金在400℃热处理过程中，应力区对新模块的形成有重要影响。在热处理前期，LPS生长迅速但模块堆垛次序比较混乱。经过充分热处理后，随着基体中溶质原子浓度重新达到平衡，LPS的尺寸不再增加，最终通过调整模块的堆垛次序形成14H型LPS。　　最后，为了确认Mg-Y-Nd-Zn合金中变形结构和LPS复合强化的可行性，研究了经冲击变形Mg-Y-Nd-Zn合金在随后的热处理中变形结构的演变以及对LPS强化相析出的影响。结果表明，在热处理过程中，变形孪晶晶界以及扭折带界面是LPS优先形成的位置。从孪晶界或者扭折边界处形成的LPS相密度明显高于基体中的LPS密度。首次确认了变形孪晶或扭折可以与析出LPS相组合，形成一种复合强化组态。通过对比不同成分Mg-Y-Nd-Zn合金中{10(1)2}变形孪晶界面处的LPS生长过程，发现LPS的形成均以发射层错为先导;但没有Zn元素的参与，这些堆垛层错就不能和溶质原子结合转变成LPS的基本构建单元。　　本研究取得的成果一方面为理解和发展六方变形孪生理论提供了新的信息，同时也为实现通过自体复合强化进一步提升Mg合金强度提供了科学依据。