采用KLCOM100型温度记录仪测定砂型、金属型、水冷金属型和液氮冷却金属型在凝固阶段的平均冷却速度,采用金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析冷却速度对GW93(Mg-9%Gd-3%Y-0.5%Zn-0.5%Zr,质量分数)镁合金铸态显微组织、相组成和力学性能的影响,寻求合金的α(Mg)晶粒尺寸、硬度、抗拉强度及延伸率与凝固冷却速度的定量关系。研究结果表明:GW93合金在砂型铸造条件下凝固冷却速度约为0.8℃·s-1,在液氮冷却金属型条件下,凝固冷却速度可达19.2℃·s-1。GW93室温金相组织的主要相是α(Mg),M24(Y Gd)5和Mg(Gd Y)5。随着冷却速度的提高(0.8~19.2℃·s-1),α(Mg)等轴晶明显细化,第二相尺寸明显减小,分布更均匀,非平衡相Mg3Gd增多。砂型铸造条件下XRD分析未检测到Mg3Gd相,可见对GW93合金,砂型铸造条件下已接近平衡凝固。α(Mg)等轴晶尺寸(D)与凝固冷却速度(v)的关系归纳为D=46.139v-1/3;随着冷却速度的提高,合金抗拉强度、断后伸长率和硬度也明显提高,抗拉强度Rm与冷却速度的关系归纳为Rm=9.6-4.1/(1+exp((v-8.4)/4.9))。