本文以研制新型高性能变形镁合金为目的,研究了Gd元素的添加对Mg-6Zn-1Mn（ZM61）、Mg-6Zn-1Mn-4Sn（ZMT614）和Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca（ZMX6105）变形镁合金显微组织和力学性能的影响。主要研究ZM61-x Gd（x=0,0.2,1.0,3.0,wt.%）、ZMT614-x Gd（x=0,0.2,0.6,1.0,wt.%）和ZMX6105-x Gd（x=0,0.2,1.0,wt.%）变形镁合金的显微组织演变、室温力学性能变化规律以及合金的强韧化机理,探明了Gd元素在不同合金系中的作用,并优化了合金成分。ZM61铸态合金的物相主要由Mg7Zn3相、Mn单质和α-Mg固溶体组成。添加Gd元素后,枝晶间距明显减小,ZMG610和ZMG611铸态合金中形成了Mg3Zn6Gd相（I相）,ZMG613铸态合金中Mg3Zn6Gd相（I相）和Mg3Zn3Gd2（W相）共存,稀土相的形成消耗了Zn元素,降低了Mg7Zn3相的含量。均匀化处理（330°C/16 h+420°C/2 h）有利于Mg7Zn3相的溶解,而I相和W相则相对稳定,残留在基体上。Gd元素的添加阻碍合金的动态再结晶过程,细化再结晶晶粒,弱化基面织构;含Gd合金在挤压过程中析出了纳米级的I相,不仅强化作用明显,而且有利于改善合金的塑性。因此,Gd元素添加到ZM61合金中具有增强增塑的作用。Gd元素的添加对ZM61合金中第二相的时效析出有显著影响。微量（0.2 wt.%）Gd元素的添加能促进杆状β1′相的析出,提高合金的时效强化效果;当Gd元素含量较高时,稀土相的形成消耗大量Zn元素,使固溶处理后Mg基体中的Zn元素浓度显著降低,峰时效态下杆状β1′相的密度减小,从而降低时效强化效果。因此,添加微量（0.2 wt.%）Gd元素能显著提高ZM61峰时效态合金的力学性能,ZMG610合金峰时效态下的屈服强度和抗拉强度分别为360 MPa和390 MPa;而ZMG611和ZMG613合金时效后的强度显著降低。ZMT614铸态合金添加Gd元素后,其铸态组织由α-Mg+Mg7Zn3+Mg2Sn+Mn转变为α-Mg+Mg7Zn3+Mg2Sn+MgSnGd+Mn,MgSnGd相的形成消耗Sn元素,导致Mg2Sn相减少。均匀化处理（330°C/16 h+420°C/2 h）使Mg7Zn3相充分溶解,部分Mg2Sn相和MgSnGd相残留在基体上。Gd元素的添加阻碍动态再结晶过程,细化再结晶晶粒,增强基面织构;但是由于挤压合金中Mg2Sn相的强化效果减弱,所以Gd元素的添加对ZMT614挤压态合金的强度提高不明显。Gd元素的添加显著影响ZMT614合金的时效强化效果。MgSnGd相阻碍回复过程,保留部分位错,增加时效过程中的异质形核点,从而促进杆状β1′相的析出,提高β1′相的密度;Gd元素添加量较高时,显著降低时效后合金中Mg2Sn相的含量。微量（0.2 wt.%）Gd元素添加时,对时效后合金中Mg2Sn相的含量影响不大,所以ZMT614-0.2Gd峰时效态合金具有最高的强度,其屈服强度和抗拉强度分别达到373 MPa和405 MPa。ZMX6105铸态合金中添加Gd元素后,其铸态组织由α-Mg+Mg7Zn3+Ca2Mg6Zn3+Mn转变为α-Mg+Mg7Zn3+Ca2Mg6Zn3+I+Mn;随着Gd元素含量的增加,I相和Ca2Mg6Zn3相逐渐增加,Mg7Zn3相减少。均匀化处理（330°C/16 h+360°C/12 h+400°C/2 h）使Mg7Zn3相充分溶解,部分Ca2Mg6Zn3相和I相残留在基体上。Gd元素的添加阻碍动态再结晶过程,细化再结晶晶粒,增加变形晶粒的数量,显著增强合金的基面织构;由于Gd元素的添加增加了Ca2Mg6Zn3相的体积分数,所以挤压态合金中纳米尺寸的Ca2Mg6Zn3球形颗粒数量明显增加。挤压态合金的强化方式主要包括细晶强化、织构强化、第二相强化和位错强化,ZMX6105-1.0Gd挤压态合金表现出最佳的力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为336 MPa、395 MPa和9%。Gd元素的添加对ZMX6105合金时效后的室温力学性能影响不大。固溶后部分片层状第二相沿着晶界分布,而且Ca2Mg6Zn3相和I相的形成消耗了合金中的Zn元素,使时效过程中杆状β1′相析出的密度减小,导致合金的强化效果变差。挤压前不同状态（铸态、均匀化态和预时效态）的ZMT614-0.2Gd合金对挤压后合金的组织和性能有显著的影响。铸态合金挤压和预时效态合金挤压得到的试样再结晶晶粒细小,再结晶充分,基面织构弱;均匀化态合金挤压得到的试样再结晶晶粒尺寸比较大,再结晶不充分,基面织构强度较高。预时效态合金挤压得到的试样基体上纳米尺寸颗粒密度高,强化效果最好,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为251 MPa、380 MPa和15.0%。