作为21世纪极具潜力的绿色环保工程材料，镁合金在航空航天、电子通讯和国防等领域的应用不断增多，而对其性能的要求也在不断升高。开发和应用具有优良机械性能的镁合金成为目前研究的主要方向，稀土镁合金具有优良的室温强度和高温抗能蠕变性能，但其高的成本使得稀土镁合金的应用范围受到限制。Mg-Zn-Y准晶增强镁合金是一种典型的高强度低稀土镁合金，受到了国内外广泛研究人员的关注。本文以Mg-Zn-Y合金为基础，通过添加Sn元素和优化热处理工艺对合金的组织及力学性能进行调控，采用OM、SEM、TEM等宏观或微观表征技术，探讨准晶I相在铸态、挤压态和时效态形貌、分布以及体积分数的变化，结合XRD和DSC热差分析讨论由于Sn的添加引起合金凝固过程中析出相的转变，采用EBSD分析合金经过不同的预变形后织构的转变，最后，采用室温下抗拉强度、屈服强度、延伸率以及维氏硬度来表征不同状态下合金的性能变化。研究Sn的添加以及不同的热处理工艺对Mg-Zn-Y准晶合金组织和性能的影响规律，探索具有优良综合机械性能的镁合金，以拓展镁合金的应用范围。
　　设计了Mg-8Zn-2Y-xSn(x=0,0.5,1.0wt.%)合金，通过熔炼获得合金铸锭，研究了Sn对Mg-8Zn-2Y合金铸态组织的影响规律，尤其研究了Sn的添加对准晶相形貌和分布的影响。结果表明，Mg-8Zn-2Y-xSn合金的铸态组织都呈树枝晶状，随着Sn的添加，二次枝晶间距得到细化，其中0.5wt.%的Sn细化效果最好。Mg-8Zn-2Y合金第二相由晶界上的连续网状α-Mg/W相片状共晶和晶粒内I相颗粒组成；而含Sn合金晶界上的化合物转变为α-Mg/I相片状共晶，并且其片层间距有明显减小，此外有少量不规则的Sn3Y5分布在基体上。同时，详细分析了Mg-8Zn-2Y-xSn合金的凝固过程。
　　研究了Mg-8Zn-2Y-xSn合金挤压态和时效态的显微组织和力学性能。Mg-8Zn-2Y-0.5Sn合金挤压态的组织由沿着挤压方向分布的细小I相粒子和亚微米的细小动态再结晶晶粒以及少量未发生动态再结晶的变形晶粒组成，由于高体积分数的I相粒子和超细的动态再结晶晶粒，合金的抗拉强度由Mg-8Zn-2Y的352MPa提升到401MPa。当Sn添加到1.0wt.%时，发生了完全动态再结晶，组织变得更加均匀，获得了良好的塑性。对Mg-8Zn-2Y-xSn进行160℃的时效处理，在时效过程中均析出大量Mg-Zn相，同时在时效态的合金中观察到大量的Mg-Zn相和I相的混合结构。时效态的Mg-8Zn-2Y-1Sn合金获得了优良的综合机械性能，其屈服强度由挤压态的274MPa提升到360MPa，延伸率超过20%。
　　研究了Mg-8Zn-2Y合金的固溶工艺，结果表明，铸态Mg-8Zn-2Y合金经过420℃/24h+445℃/10h固溶后，原铸态中晶界上连续的网状W相共晶大部分溶入基体，晶界上剩余少量不连续的粒状W相。此外，研究了坯料组织对热轧制后板材的组织和性能的影响，发现经过固溶的合金第二相主要为在轧制过程中动态析出的细小颗粒，而铸态直接轧制的合金第二相主要为沿轧制方向分布的大量碎裂长条状颗粒。铸态直接轧制比经过固溶后轧制合金的抗拉强度高了34%，而延伸率明显下降。
　　研究了预压缩变形量对Mg-8Zn-2Y合金板材时效硬化（在160℃下）的响应特性，当沿着板材的TD方向压缩10%时，产生{101?2}孪生变形，合金孪晶化达到85%，同时大部分晶粒的c轴都转向了TD方向，织构组分变为(0001)//TD，大量的孪晶界和高密度的位错为析出相提供了更多的形核衬底，基体内析出了更高体积分数的杆状和粒状Mg-Zn相，以及孪晶界上析出的I相粒子使得Mg-8Zn-2Y合金到达了更高的峰值硬度。