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本文以Mg-7Gd-5Y-1Nd-xZn-0.5Zr(x=0,1,2 wt.%)合金为研究对象,通过扫描电子显微分析,透射电子显微分析等技术对合金铸态、均匀化态、预析出态、挤压态及时效态的微观组织结构进行了研究,并研究了合金挤压态及时效态的力学性能。铸态合金中,OZn合金中的第二相主要为Mg5RE相;1Zn和2Zn合金中的第二相主要为(Mg,Zn)3RE,Mg5(RE,Zn)和长周期堆垛有序(long period stacking ordered,LPSO)结构,LPSO结构分晶界上的18R-LPSO和晶内的LPSO结构构建块。此外三种铸态合金中均观察到方块RE相和富Zr颗粒。在经过515℃/48 h均匀化处理后,OZn合金中的Mg5RE完全回溶;1Zn合金和2Zn合金的Mg5(RE,Zn)和(Mg,Zn)3RE相充分回溶,LPSO结构未充分回溶。18R-LPSO结构在均匀化热处理过程中转变为14H-LPSO,晶内的LPSO结构构建块在均匀化热处理过程中回溶。1Zn合金和2Zn合金中富Zr颗粒和Zn元素结合成Zn-Zr团簇,根据形貌的不同,可分为平行四边形的ZnZr相、棒状的ZnZr2相和立方的Zn2Zr3相。合金样品在515℃/48 h热处理,随炉冷却降至480℃,保温8h,1Zn和2Zn合金晶粒内部析出大量互相平行的,沿(0001)。析出的片层状的14H-LPSO结构。挤压制度为:挤压比20:1,挤压速率1 mm/s,模具温度480℃,挤压筒温度450℃。比较三种合金挤压态的室温力学性能,2Zn合金获得了最优的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为365 MPa,276 MPa和17.5%。主要归因于晶粒细化的晶界强化作用,LPSO结构、亚微米级Mg5(RE,Zn)相、Zn-Zr相的第二相强化作用与动态再结晶晶粒和变形晶粒共存的双模结构导致的<0001>//ED和<1010>//ED织构的作用。三种合金挤压态的峰值时效制度分别为200℃/32 h,200°℃/36 h和200℃/44 h;峰时效态的析出强化相为β’相。2Zn合金峰时效态的力学性能最优,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为426 MPa,329 MPa和8%。2Zn挤压态合金在200℃保持较好的热稳定性,延伸率随着时效时间的延长逐渐降低。在时效过程中,β’相沿<0001>a方向的生长受到了 LPSO结构构建块的阻碍。