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目前，镁合金作为一种密度最低的结构材料已成功应用到汽车、航空等工业上，取得很好的效果，同时随着人们对环境要求的普遍提高，汽车轻量化使得镁合金引起了更多的关注和兴趣。但由于镁合金自身的特点决定了目前开发出的AZ、ZK等系列商业镁合金的高温强度和耐高温性能较差，严重制约了镁合金在汽车上的应用范围，尤其是在要求工作温度高于100℃的自动变速箱壳体、发动机缸体等关键部件。因此研究和开发出低成本，同时具备优秀的室温和高温性能镁合金成为目前镁合金应用研究的重要方向之一。上世纪80年代出现的Mg-Zn-Cu合金具有良好的室温力学性能、耐高温性能、低成本、易铸造成型等优点，成为发展Mg-Zn基耐热镁合金的一个重要方面。然而，目前对Mg-Zn-Cu合金的研究主要还是集中在Cu元素对合金时效析出相的大小、分布、种类、数量影响方面，在Mg-Zn-Cu合金的组织与室温和高温力学性能，蠕变行为及蠕变组织等方面还缺乏系统研究，从而限制了合金的进一步的研究发展和应用范围。本文以Mg-Zn-Cu合金为基础，并加入定量的稀土元素Ce净化合金组织，采用光学显微镜、X射线衍射仪、带能谱分析的扫描电子显微镜研究了不同Zn，Cu质量比对合金的显微组织、第二相的形成分布的影响；通过显微硬度测试、热压缩、室温和高温拉伸测试、蠕变性能试验，研究了不同Cu含量的合金室温和高温下力学性能演变规律、热变形行为、强化机制、蠕变行为。研究发现，铸态Mg-Zn-Cu-Ce合金呈典型的枝晶组织结构，随着Cu含量的增大，枝晶组织明显增大增粗，并伴随着晶粒细化。Cu的加入产生了α-Mg+MgZnCu共晶组织，当Zn/Cu质量比为1时，出现Mg2Cu相。共晶组织的形态演变过程为:细针状→薄层状→细针状组成的薄片→蜂窝状和层棒状。铸态合金硬度随着Cu含量的增加而升高。合金经均匀化退火处理后，1#合金由于含有大量的Mg-Zn二元相，组织变化较大，枝晶组织减少，由连续分布变为断续分布，其余合金枝晶组织变化不大；合金硬度值与铸态相比下降。合金经挤压变形处理后，采用高温大变形量挤压处理的合金晶粒细化程度高，再结晶充分，室温力学性能较好，3#合金的室温力学性能最好，抗拉强度和屈服强度分别为320MPa，291MPa。在高温下合金强度下降，但延伸率升高较多。150℃时抗拉强度仍维持在200MPa以上，合金室温和150℃下力学性能变化规律一致，随着Zn/Cu质量比的减小，先升高而降低。175℃200℃范围内，合金的抗拉强度和屈服强度随着Cu含量的增大而增大，延伸率降低；合金呈韧性断口，晶界大量第二相成为合金断裂的主要裂纹源。合金在200℃/50MPa下进行100h蠕变测试，含有大量Zn的1#合金蠕变性能最差，在19h时断裂，Zn，Cu质量比为1时，蠕变性能最好，稳态蠕变速率为1.21×10-8s-1，蠕变量仅为0.562%。对挤压态合金进行热处理研究发现，1#和2#合金最佳固溶工艺为400℃×12h，其余合金固溶工艺选择为400℃×2h后经3小时缓慢升温到440℃。但在后期时效处理后没有发现明显的时效硬化现象。2#均匀化态合金在同一变形温度下，真应力水平随着应变速率的增加而增加，说明材料是正应变速率敏感材料。在同一应变速率条件下，实验合金的真应力水平随温度的升高而下降，合金在压缩过程中并没有出现明显的动态再结晶现象，软化作用主要由动态回复提供。采用Z参数建立2#镁合金本构方程为: