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镁合金由于其密度低,比强度和比刚度高,同时具有优异的抗振动、电磁屏蔽以及可回收性能等,自问世以来得到迅速发展,是实际应用的质量最轻的结构材料。但镁合金的耐热性较差,很难作为高温结构部件,据报道WE系列合金是目前应用于工程实际的高温性能最好的镁合金。因此,开发出具有自主知识产权的高温镁合金,服务于高技术工业,具有重要的现实意义。本文以WE54合金为基础,通过添加Gd元素设计得到Mg-5Y-3Nd-xGd-0.5Zr（x=04）合金系。采用电阻炉加热和钢模浇注制备合金,并进行固溶时效热处理。研究表明,铸态组织中析出相主要为鱼骨状的Mg12Nd和块状的Mg5Gd,其尺寸粗大,且偏聚在晶界上形成不连续的网状共晶组织,而Y元素则主要固溶在基体中。合金经T6处理后,晶粒发生球化,细小的析出相包括Mg12Nd、Mg5Gd和Mg24Y5,并均匀弥散地分布在晶内及晶界上,此时固溶体达到饱和,从固溶强化和第二相强化两方面提高合金的性能。合金的力学性能经T6处理后得到显著提高,布氏硬度最高值由71升至95,维氏硬度最高值由94升为129。室温至250℃下合金的抗拉强度和屈服强度可达290MPa和190MPa,在300℃时合金仍具有220MPa的抗拉强度和180MPa以上的屈服强度。T6处理后的合金,通过DSC分析和透射电镜观察,确认了时效过程中片状的菱形亚稳相β1的存在,其与基体具有一定的共格关系。合金的时效过程为а→β"→β’→β1→β。而扫描电镜下观察到的球形富Zr核结构则证实了其细化晶粒的异质形核机理。镁合金的塑性变形机制随温度的提高而不同,室温下主要由位错滑移控制,高温下则由于原子迁移能力的提高,晶界滑动占主导地位。热处理后合金塑性下降,断口分析表明随Gd含量的增加合金断裂机制由沿晶与解理混合脆断向准解理断裂转变。Gd元素的少量添加使基体合金的强度和塑性均得到提高,第二相强化作用显著。