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Mg-Gd系合金因能满足结构件轻量化、高强度的要求而受到了广泛关注。凝固过程是材料成型最重要的基础阶段，铸态的组织和缺陷直接影响产品的性能。通过合金化、电磁搅拌、变质处理等方式可以细化晶粒，改善铸态组织，提高产品质量。凝固过程中存在着复杂的热量传递、溶质扩散，通过试验精确分析凝固过程比较困难，但可以利用计算机进行凝固过程的温度场、凝固场模拟，获得合理的铸造工艺控制参数用来指导实际生产。 本文应用电磁搅拌装置，采用不同搅拌电压与频率的电磁搅拌工艺，制备了不同Gd含量的Mg-Gd二元合金。利用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜以及显微硬度计等设备，观察分析稀土Gd含量和电磁搅拌对合金铸态组织和硬度的影响。结果表明，随着稀土Gd含量的增加（0～9.76%），晶粒细化，在75V，15Hz电磁搅拌下，添加质量分数为3.83%、5.81%、9.76%Gd的合金的铸件中心平均晶粒直径分别为556μm、404μm、331μm，硬度分别为67HV、73HV与78HV。搅拌频率为15Hz，电压由100V升高至140V，搅拌强度变大，晶粒进一步细化，铸件中心的平均晶粒直径分别为202μm、158μm，同时铸件横截面沿半径方向上6点的硬度均变大。搅拌电压为50V，频率由30Hz降至5Hz，铸件中心的平均晶粒直径由221μm减小为209μm。结果表明，电磁搅拌促使柱状晶向等轴晶转变，从而扩大中心等轴晶区，细化等轴晶。通过扫描电镜与XRD相分析，表明含Gd3.83%与9.76%的合金铸态组织由ɑ-Mg和第二相Mg5Gd组成，且随Gd含量增多，第二相析出增加。 利用ProCAST软件模拟了Mg-Gd二元合金凝固过程中的温度场与凝固场，计算结果显示，对Φ84mm×112mm铸件，在常规铸造条件下，Gd含量由3.83%增大到9.76%，铸件横截面上平均晶粒直径由1249μm减小到1035μm，晶粒变细小。换热系数由20W/(m2·K)增大到200W/(m2·K)，铸件横截面上晶粒数量增多，初生相形貌由粗大等轴枝晶逐渐向细小树枝晶转变，平均晶粒直径由1328μm减小到913μm。试验合金铸件等轴晶率为23%，模拟计算铸件组织等轴晶率为23.4%，模拟结果与实际铸件相吻合。