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Mg-Gd-Y系合金,由于密度低,比模量和比强度高而在航空航天领域具有广阔的应用前景。但是随着新一代航天器对构件刚度的要求越来越高,该系合金低的弹性模量(45GPa)已成为其推广应用的瓶颈。针对这一难题,本文采用合金化方法引入高模量第二相粒子,提高了合金的弹性模量。并采用金相显微分析、差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及室温拉伸测试等分析手段,研究了合金的组织与性能,建立了合金成分-工艺-微结构-性能之间的关系。具体结果如下：(1)研究了Si元素对Mg-8Gd-4Y-Nd-Zr合金组织和性能的影响规律,确定了Si元素的最佳添加量。添加Si元素虽提高合金的弹性模量,但显著降低该合金熔体的流动性,恶化合金的铸造性能,粗化合金的铸态组织,降低合金的强度。合金中Si元素的添加量应控制在1.Owt.%以下。制备的Mg-8Gd-4Y-Nd-Zr-Si合金挤压-T5态的性能为：σb=392MPa,σ0.2=347MPa,8=2.7%, E=51.0GPa。因此,相对于Mg-8Gd-4Y-Nd-Zr合金的性能,Si元素的加入提高了合金的弹性模量,却降低了合金的屈服强度和抗拉强度。合金弹性模量的提高可归因于合金中生成了大量具有高弹性模量的Mg2Si (120GPa), Gd5Si3(168.4GPa)和YSi2(136.4GPa)粒子的存在,而合金强度的降低是由于大量富(RE+Si)粒子的形成消耗了基体中大量的RE元素,降低了合金时效过程中的时效强化效果。(2)探求了Zn元素对Mg-Gd-Y-Nd-Si合金组织与性能的影响,制备了铸造成形性能优异、弹性模量高的新型高强稀土镁合金。Zn元素的添加显著改善了合金熔体的流动性,其机理为Zn元素与合金熔体中的Mg和RE元素发生反应生成共晶相,降低了合金熔体的结晶范围。所制备的Mg-8Gd-4Y-Nd-3Zn-3Si合金挤压-T5态的力学性能为：σb=345MPa, σ0.2=317MPa,δ=6.5%, E=58.5GPa; Mg-10Gd-4Y-Nd-3Zn-3Si合金挤压-T5态的性能为：σb=390MPa, σ0.2=343MPa,δ=4.6%, E=58.1GPa。(3)研究了Gd、Y和Nd元素对增强相Mg2Si粒子的尺寸和形貌的影响规律,为Mg-RE(Gd, Y, Nd)-Si合金成分的进一步优化提供了依据。适量的Gd、Y和Nd元素均能有效地细化Mg-3wt.%Si合金中的初生Mg2Si粒子尺寸。当Gd、Y和Nd的含量分别为1.0、0.8和1.0wt.%时,初生Mg2Si粒子的形貌由粗大的树枝状转变为细小的多边形状,其尺寸由65μm分别细化到10μm、13μm和10μm。但是,当Gd、Y和Nd的含量增至2.0、1.2和3.Owt.%时,初生Mg2Si粒子的尺寸出现了反弹,表明Gd、Y和Nd元素对Mg2Si粒子均存在过变质的问题。