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计算材料科学的发展推动了材料设计进程,作为计算材料热力学发展方向之一的相图计算CALPHAD(CALcaluation of Phase Diagram)技术,能够预测生成相、相变特征温度以及相含量随温度的变化等过程,为材料制备及热处理规程的设计提供关键性的理论指导。镁合金具有密度低,比强度比刚度高,尺寸稳定,电磁屏蔽好等优点,早已引起航天、航空和汽车工业的广泛关注,但是目前商业镁合金的高温力学性能较差,严重限制了镁合金的广泛应用。随着镁合金的发展,稀土元素在镁合金中的作用不断被人们认识和掌握,Mg-Gd-Y系合金作为最有希望获得热处理强化的镁合金之一而日益引起了各国研究者的关注,成为镁合金研究的热点。然而,目前对于该系合金相图的报道很少,特别是多元变温纵截面相图的十分匮乏,使得研究者们在选配合金成分和热处理工艺时,主要采用传统的试验法,工作量非常大。而且试验构筑多元体系平衡及亚稳相图时间冗长、耗资巨大,提供的信息也非常有限,从而制约了稀土镁合金的发展。本文首先介绍了合金相图及相平衡计算的理论模型,并用Pandat多相平衡热力学计算软件绘制了Gd-Mg、Mg-Y、Gd-Y合金系的二元相图和Mg-Gd-Y系合金的液相面投影图、不同温度下的等温截面图和Mg-xGd-2Y,Mg-xGd-4Y,Mg-xGd-7Y合金系的垂直截面相图。通过与前人实验测得的二元相图比较,证明了Pandat相平衡计算软件中关于Mg-Gd-Y系合金的二元合金数据库的准确性,从而保证了对该系三元及多元合金热力学参数估算的可靠性。对Mg-5Gd-2Y合金、Mg-1Gd-7Y合金和Mg-xGd-4Y(x=1,9,15)五种合金富镁区垂直截面相图进行了验证,结合DSC对合金相变温度点的测试结果和SEM-EDS及XRD对不同相区组成的组织分析结果表明:计算相图与实验测定结果无论是在相成分还是在相变温度上均符合较好,证明了Pandat多相平衡计算软件中关于Mg-Gd-Y合金的热力学数据库比较可靠,可以用来指导合金成分的设计和热处理工艺的设计。结合镁合金热力学数据库,计算了Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金系富镁区的垂直截面图,并在该相图的指导下设计了Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr合金,确定了该合金的挤压变形和热处理工艺规程。实验结果表明:该合金的时效处理温度区间为200℃～230℃,最佳热处理工艺为520℃固溶10h+热挤压+200℃时效63h,在该热处理工艺指导下,合金抗拉强度达到430MPa,屈服强度为375MPa,预计该合金在结构材料中将有广泛的应用前景。