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本文通过挤压铸造的方法制备了Mg-9Gd-1Y-0.5Zr (GW91)镁合金活塞，分别从活塞顶部和活塞裙部取样，研究了其组织结构和力学性能，同时分别研究了活塞的拉伸蠕变性能和压缩蠕变性能；另外浇铸了Mg-10Gd-3Y-0.5Zr (GW103)镁合金铸锭，研究了其组织结构，同时分别研究了其压缩蠕变性能和压入蠕变性能。铸态(F态) GW91活塞组织由基体-Mg相和沿晶网状分布共晶相Mg24(GdY)5组成；固溶处理后(T4态)，共晶相完全固溶到基体中，晶内和晶界处析出方块相Mg5(GdY)；时效处理后(T6态)，晶内均匀析出细小的亚稳态(Mg3-5RE)相和1(Mg3-5RE)相，方块相仍然存在于晶界和晶内。T6态活塞顶部组织不均匀，平均晶粒尺寸为140μm，大于活塞裙部平均晶粒尺寸80μm。对活塞力学性能研究表明，随着温度的增加，活塞拉伸强度、屈服强度同时降低，断后伸长率增加；当温度低于300℃时，强度降低缓慢；活塞顶部及裙部室温拉伸强度分别为238MPa、255MPa，断后伸长率分别为16%、14%；温度为300℃时，活塞顶部及裙部拉伸强度仍然分别达到210MPa、223MPa，断后伸长率分别为22%、27%；活塞相同部位压缩屈服强度大于拉伸屈服强度，拉伸变形后晶粒变形大但孪晶数量少，压缩变形后晶粒变形小但孪晶数量多，密排六方的镁合金在压应力下更容易产生孪晶和压应力状态软性系数较拉应力大可能是造成拉压不对称性的主要原因。进一步研究活塞蠕变性能表明，温度和应力是影响GW91活塞拉伸蠕变和压缩蠕变的重要因素，温度越高应力越大，稳态蠕变速率越大；温度对蠕变后组织影响显著，温度越高，蠕变后晶粒越大，晶内相越容易析出；应力对蠕变后组织影响不明显，但应力影响蠕变变形和裂纹的形成。活塞拉伸蠕变时，200℃/50-120MPa区间，蠕变机制主要为晶界滑移机制；250℃/50-120MPa和300℃/50-80MPa区间，蠕变机制主要为位错攀移机制；300℃/120MPa时，蠕变机制主要为交滑移机制；修改后的Monkman-Grant关系能更好地描述稳态蠕变速率和蠕变断裂时间的关系，蠕变断裂断口为脆性断口；压缩蠕变时，200℃/50-120MPa和250℃/50-80MPa区间，蠕变机制主要为晶界滑移，250℃/120MPa和300℃/50-120MPa区间，蠕变机制主要以位错攀移机制为主；蠕变具有拉压不对称性，这种拉压不对称性可能与拉压应力对相的析出影响不同有关。同时对GW103合金蠕变性能研究表明，温度和应力是影响GW103合金压缩蠕变和压入蠕变的一个重要因素，温度越高应力越大，稳态蠕变速率越大；温度对蠕变后组织影响显著，温度越高，蠕变后晶粒越大，越有利于晶内相的析出；应力对蠕变后组织影响不明显，但应力影响蠕变变形和裂纹的形成。GW103合金压缩蠕变时，300℃/50-120MPa区间，蠕变机制主要为位错攀移机制；250-300℃/120-150MPa区间，蠕变机制主要为交滑移机制；压入蠕变时，250℃/120-150MPa区间，蠕变机制主要为位错攀移机制；300℃/80-227.5MPa区间，蠕变机制主要为交滑移机制，300℃/227.5-505MPa区间，蠕变机制可能为交滑移和孪生相结合的控制变形机制。压入蠕变通过转化因子的引入，能够很好地将压入蠕变转化为压缩蠕变，可以采用压入蠕变试验得到材料压缩蠕变的蠕变参数。