耐热镁合金是一种重要的镁合金体系，实践证明高稳定性的有序结构的耐热镁合金可有效提高合金的高温强度和抗蠕变能力。例如，添加稀土元素形成的含长周期(LPSO)结构的镁合金不仅具有优良的室温力学性能，而且高温强度优异，在473K时的强度仍与室温时相当，因而受到广泛关注。LPSO相具有结构和化学有序特征，具有面心立方结构(FCC)的亚层沿c轴方向周期性分布，溶质原子主要偏聚在FCC亚层上。LPSO相在塑性变形过程中以基面滑移为主。基面位错重排形成的扭折晶界不仅细化晶粒，而且扭折界面可以有效阻碍裂纹扩展。不过，基面滑移只有两个独立滑移系，仅开动基面滑移仍无法保证块状耐热镁合金具有上述优异的综合力学性能，这意味着仅考虑基面滑移尚不能完全解决含LPSO镁合金强韧化机理。实际上，优化合金设计和加工工艺，促进柱面强化相析出，阻碍基面滑移等机制可进一步强化此类镁合金。　　本文选用Mg97Zn1Y2(at％)和Mg97Zn1Gd2(at％)合金作为对象，利用球差校正电镜扫描透射电子显微术研究了LPSO强化相中基面位错和溶质原子的交互作用、Mg基体中的位错锥面滑移、它与其它晶体缺陷的交互作用、热变形过程中柱面强化相在位错线上的异质形核与生长等，深入地探讨了此类镁合金的强韧化机理。　　573K变形过程主要激发Mg97Zn1Y2合金中LPSO结构内的基面位错。原子尺度Z衬度成像发现单个位错和扭折晶界上的位错核芯均有溶质原子偏聚，形成柯垂尔气团，气团富集Zn和Y元素。定量分析表明，LPSO中柯垂尔气团内的Zn和Y原子与基面位错之间的结合能是0.05eV，单位长度（1米）的位错从气团脱钉需要额外克服3.0×109eV的能垒。　　塑性变形过程中，除了位错基面滑移，Mg97Zn1Y2合金内还开动了和两类位错。观察到了位错重排形成倾侧晶界，位错与基体中的层错反应形成新的面缺陷，以及位错切过基面层错等锥面长程滑移的实验证据，这是此类材料具有良好塑性变形能力的保证。除了晶内位错锥面滑移，晶界迁移和滑移也对材料塑性变形起到重要作用。其中，位错在驱动晶界迁移方面发挥了重要作用。　　Mg97Zn1Gd2合金经过773K退火10小时后，不仅共晶相Mg3GdZn转变为14H-LPSO结构，而且基体中固溶的Gd含量增加。Mg97Zn1Gd2合金中强化相的均匀形核生长动力学过程非常缓慢。退火态Mg97Zn1Gd2合金在573K压缩过程中，位错运动过程中不断溶入Gd元素，促使基体内大量柱面β-Mg7Gd相在位错线上快速异质形核，有效强化镁基体。室温压缩样品内的位错周围没有合金元素富集。室温预变形后，再进行573K时效处理后，基体中的位错优先发生基面分解，并伴有合金元素偏聚，形成铃木气团，仅沿位错线析出少量的β-Mg7Gd颗粒。因此，热变形过程中位错与溶质原子的动态交互作用是促进β-Mg7Gd快速异质形核的关键因素。