现代航空航天工业的发展对结构材料提出了轻质高强、高阻尼和易成形等新的要求,因此采用兼具高强度和高阻尼性能的结构功能一体化镁合金作为结构材料是航空航天工业发展的一个必然趋势。准晶增强镁合金具有满足上述需求的可能性,是当前研究的一个热点。但大多数准晶镁合金含有较高的稀土和其他元素,不利于合金的轻量化和低成本化。本课题本着“微量多元”的材料设计原则,制备了一系列准晶增强Mg-Zn-Y-Zr系镁合金,研究了低合金元素条件下准晶相的形成与合金组织、力学性能和阻尼性能之间的关系；揭示了准晶增强Mg-Zn-Y-Zr合金组织与性能的演变规律,为高强高阻尼镁合金的进一步研发和应用提供了理论依据和实验基础。本研究以Mg-0.6%Zr合金为基体合金,首先研究了不同Zn/Y质量比时铸态Mg-Zn-Y-Zr合金的相组成、力学性能和阻尼性能。结果表明,Zn和Y元素的加入极大地细化了Mg-0.6%Zr合金的组织；当Zn/Y质量比为2和3时,Mg-Zn-Y-Zr合金中主要形成W-Mg3Y2Zn3相,当Zn/Y比升高到5-6时,合金中的相主要为I-Mg3YZn6准晶相。W相和Ⅰ相的形成都对Mg-Zn-Y-Zr合金的力学性能有益,其中Ⅰ相的强化效果更好。将Zn/Y比固定为5,改变Zn和Y元素的含量,得到了含有不同Ⅰ相含量的Mg-Zn-Y-Zr合金。随着Ⅰ相含量的增加,Mg-Zn-Y-Zr合金的室温抗拉强度得到明显提高,Mg-3.0%Zn-0.6%Y-0.6%Zr合金(ZWK3)室温下抗拉强度为206MPa,延伸率为18.6%,应变为1×10-3时阻尼值达到了0.03,远高于AZ91D镁合金和商业纯铝,具有很好的综合性能。在ZWK3合金中加入不同含量的Nd元素后,在合金中形成了大量的晶间离异共晶,其阻尼性能相对ZWK3合金有明显提高,铸态Mg-3.0%Zn-0.6%Y-1.2%Nd-0.6%Zr合金(ZWEK3)室温下抗拉强度为191MPa,延伸率为12.75%,应变为1×10-3时阻尼值达到了0.045。其次,对ZWK3和ZWEK3合金分别进行了热处理工艺研究。结果表明,高温退火(350℃×8h)处理后ZWK3合金内有球形纳米Ⅰ相和短棒状纳米Mg7Zn3相相析出,ZWEK3合金热处理后的相变和力学行为与ZWK3合金相类似,这些析出相使ZWK3合金的抗拉强度升高,延伸率有所下降,铸态和高温退火态合金的强化机制以准晶界面强化为主,高温退火后合金抗拉强度为222MPa,延伸率为15.1%；T4(425℃×8h)处理后合金内合金相大部分都分解固溶,仅有铸态下和高温下析出的纳米Ⅰ相,合金的强化机制以准品强化和固溶强化为主,其抗拉强度达到最大值224MPa,延伸率达到16%以上；T6(425℃×8h+175℃×24h)热处理后合金内有大量弥散的纳米MgZn2相析出,还发现有少量长周期组织,T6处理后大量弥散的纳米析出相是合金强度升高的主要原因。T6处理后ZWEK3合金的强度上升更加明显,抗拉强度达到了238MPa。拉伸后的T4态ZWK3合金中出现了大量孪晶,分析认为孪晶的出现是合金强度升高时保持高延伸率的主要因素。热处理态ZWK3合金在200℃下强度有所下降,但延伸率大幅度上升,最高达到了25%。然后,对ZWK3合金进行了高温挤压成形研究,挤压比为9：1。ZWK3合金在高温挤压过程中会发生动态再结晶,未发生动态再结晶的部分出现了大量孪晶,随着挤压温度的升高,动态再结晶发生的范围加大,同时晶粒有长大趋势。经过热挤压后ZWK3合金的平均晶粒尺寸相对铸态急剧下降,由169μm下降到10μm以下。晶粒细化使得合金的屈服强度提高明显,最高达到了250MPa,抗拉强度最高达到285MPa,不同挤压态合金的延伸率均维持在11%以上。室温下ZWK3合金的变形机制以孪生为主,克服了镁合金滑移系少、塑性差的缺点,室温下合金的延伸率均达到了10%以上,最高可达20%。同时也研究了ZWK3合金的铸造成形性能。ZWK3和ZWEK3合金都具有良好的流动性,ZWK3合金的薄壁充型性能优于AZ91D商用镁合金,在一定充型条件下其充型性能ZL101接近,具有优异的液态成形能力,是一种新型的铸造阻尼镁合金。最后,对铸态和热处理态ZWK3和ZWEK3合金的阻尼机制进行了分析,结果表明两种合金的部分阻尼行为可由G-L位错模型解释。新型合金中的Ⅰ相改变了合金阻尼性能的变化趋势,Ⅰ相/基体界面不滋生位错,在提高合金强度的同时对阻尼性能影响不大。T6态ZWK3和ZWEK3合金中位错线可动性最差,但阻尼性能优于其他状态合金,在两种合金内发现的细长带状纳米孪晶提供了新的阻尼来源。纳米孪晶界面在交变外力作用下发生切变滑移,产生弹性应变而使应力松弛,从而将外加机械能耗散。孪晶阻尼是镁合金中新的阻尼机制,这一发现为新型阻尼镁合金的研发提供了理论和实验基础。