本文以开发新型高性能变形镁合金为目的,以课题组前期开发的Mg-8Zn-1Mn-3Sn-1.2Gd（ZMT813-1.2Gd,wt.%）合金为基础合金,利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、差热分析（DSC）、X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射分析（EBSD）、电子探针分析（EPMA）、透射电子显微镜（TEM）和微电子万能试验机等测试分析手段,系统研究了微量Dy元素添加对ZMT813-1.2Gd变形镁合金显微组织和力学性能的影响规律。在此基础上进一步研究了固溶+时效热处理对挤压态ZMT813-1.2Gd-x Dy（x=0,0.05,0.1,0.2,wt.%）合金显微组织及室温力学性能的影响规律及机制,得到如下主要研究结果:铸态ZMT813-1.2Gd合金主要由α-Mg,α-Mn,Mg2Sn,Mg-Zn以及MgSnGd相组成。添加Dy元素后,合金中粗大的树枝晶逐渐被细化,其中添加0.2wt.%的Dy细化效果最为明显。Dy元素添加使粗大的MgSnGd相被细化且弥散分布于基体中,同时使部分MgSnGd相晶体结构发生改变,形成了一种Mg Sn（Gd,Dy）新相。铸态ZMT813-1.2Gd-0.2Dy合金具有最佳的力学性能,其抗拉强度为189MPa,屈服强度为122MPa,延伸率为3.9%,相比于ZMT813-1.2Gd合金分别提高了91MPa,31MPa和3.4%。合金经过热挤压之后,组织中粗大的第二相被破碎为更细小的颗粒沿着挤压方向分布。Dy元素添加有效促进合金的动态再结晶,ZMT813-1.2Gd-x Dy（x=0,0.05,0.1,0.2 wt.%）挤压态合金的再结晶分数分别为32%、48%、58%和75%。再结晶晶粒尺寸分别为1.88±0.74μm、2.16±1.04μm、1.89±0.99μm、1.55±1.16μm。纳米级Mg Sn（Gd,Dy）相与被细化且更加弥散分布的MgSnGd相的协同作用使得第二相体积分数的增加,有利于提升PSN（颗粒刺激形核）机制效应,从而促进合金的动态再结晶。ZMT813-1.2Gd-x Dy（x=0,0.05,0.1,0.2 wt.%）合金的织构强度表现出先升高后降低的趋势,分别为7.489,20.520,9.120,11.170。ZMT813-1.2Gd-0.05Dy合金织构明显增强,是由于Dy在α-Mg基体中有较大的固溶度,造成严重的晶格畸变、强化轴比c/a,以及此时PSN机制较弱,起到弱化织构的作用较小,导致合金最大极密度值显著增加。ZMT813-1.2Gd-0.1Dy和ZMT813-1.2Gd-0.2Dy合金织构强度被弱化是因为Dy含量进一步增加使得合金中弥散细小的第二相增多,粗大MgSnGd相细化弥散分布,促进了PSN机制,使得合金再结晶程度提高,从而弱化织构。挤压态ZMT813-1.2Gd-0.2Dy合金,其极限抗拉强度可以为384MPa,屈服强度为283MPa,延伸率仍保持在14.4%。相比于ZMT813-1.2Gd合金,其极限抗拉强度提升了34MPa,并能保持良好的延伸率。一方面挤压后合金组织中析出了更多Mg-Zn和Mg2Sn沉淀相以及纳米尺寸的Mg Sn（Gd,Dy）相协同产生强化效果提升合金的强度,另一方面是合金在热变形过程中再结晶程度达到75%,使得变形后合金织构得到弱化,从而改善合金塑性。合金经过固溶处理后大部分Mg-Zn相和Mg2Sn相回溶到基体中。Dy元素的添加并没有改变ZMT813-1.2Gd合金的最佳热处理工艺参数,最佳热处理工艺为420℃×2h+180℃×12h。其原因是MgSnGd相和Mg Sn（Gd,Dy）相作为高温相,在420℃时不会回溶到基体里,而是弥散分布在基体上。合金经过固溶+时效处理过后,其力学性能提升非常明显。其中ZMT813-1.2Gd合金抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为418MPa、316MPa和4.7%。ZMT813-1.2Gd-0.2Dy合金具有最好的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为423MPa、313MPa和5.4%。