镁合金具有低密度、高比强度、高比刚度、减震性、尺寸稳定性、电磁屏蔽性良好、加工性能及铸造性能优异等特点,被人们誉为“21世纪的绿色工程材料”,在汽车工业、航空航天、医疗器械等许多领域都有着广泛的应用前景。AZ31镁合金是工业应用最为广泛的镁合金之一,但其综合力学性能还有待进一步提高。镁合金的微观组织与性能有着密切的关系,通过改变镁合金的微观组织可大大改善其性能,从而拓宽应用范围。本文采用金属型铸造法制备出AZ31-xY实验合金,利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、硬度测试及室温、高温拉伸实验等多种分析测试方法,系统地研究了稀土元素Y对铸态AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：1)稀土元素Y的添加能够显著细化铸态AZ31镁合金的显微组织,改变合金的组织形态和相组成。当Y含量为0.5%时,粗大的β-Mg17Al12相的枝晶尺寸和二次枝晶间距明显变小,并有部分β-Mg17Al12相呈短条状与颗粒状,组织中未发现含有Y的化合物。当Y含量进一步增多至1.0%时,合金组织中产生A12Y相,呈块状和针状弥散分布于晶内和晶界,合金组织进一步细化,平均晶粒尺寸由未加Y时的208μmm降至47μmm,降低幅度约为77.4%。当Y含量为1.5%时,块状、针状的A12Y相有增多、增大和聚集的趋势,合金组织粗化。2)不同含量Y的添加对实验合金硬度的影响主要体现在：实验合金的硬度是随着Y含量的增加而上升的。在A12Y相成为合金中主要第二相时,硬度上升最明显,造成这一现象的主要原因是由于合金组织的细化和高硬度第二相的析出。3)Y能够提高铸态AZ31合金的室温拉伸性能。随着Y含量的增加,合金的强度和伸长率都呈先增加后降低趋势。含1.0%Y合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率值最高,分别为225M Pa、159M Pa和8.2%,比不含Y时分别提高了30.8%、69.1%和70.8%。“细晶强化”是提高铸态AZ31-xY合金力学性能的主要强化机制。同时发现,当Y添加过量时,组织中的A12Y相容易聚集成团,造成合金组织和成分不均匀,从而引起应力集中,导致合金力学性能下降。4)适量Y的加入可以提高合金的高温力学性能。AZ31-xY合金的抗拉强度和屈服强度随拉伸温度的升高而降低,伸长率则随拉伸温度的升高而升高。含1.0%Y合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率值最高,分别为128MPa、112MPa和11.3%,比不含Y时分别提高了30.6%、47.4%和85.2%。“第二相具有较高的热稳定性”是提高铸态AZ31-xY合金高温力学性能的主要强化机制。5)拉伸断口分析表明：随着Y含量的增加,试验合金的拉伸断裂方式由典型的解理断裂慢慢转变为准解理断裂；断口处形貌由大的解理面逐渐转变成韧窝和解理裂纹构成的准解理面。稀土元素Y的加入,有效改善了试验合金的拉伸断口形貌,且当Y含量为1.0%时作用效果最为明显。