镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料,具有优异的比强度、较高的比模量,良好的阻尼减振以及电磁屏蔽等优点,但仍存在诸如绝对力学性能偏低,室温塑性、热成形能力差等缺点,因此,亟待开发新的力学性能较高、质量一致性良好、可产业化的镁合金材料及加工工艺,以实现武器装备的进一步轻质化。本文设计了一种新型高强耐热稀土镁合金:Mg-9Gd-3Y-1.4Zn-0.5Zr(标记为GW93ZK),通过力学性能、热处理、组织结构分析等实验研究了该材料的铸造态、挤压态、挤压时效态、锻造态及锻造时效态的力学性能及组织结构。研究结果表明,铸造态合金的力学性能分布较均匀,铸锭由等轴状α-Mg晶粒组成,从中心位置至边缘位置晶粒尺寸有所减小,同时富稀土相或富Zr相析出量增多。挤压态合金的硬度分布较均匀,平均硬度值为97.6HV,挤压过程中发生了不完全动态再结晶,晶粒显著细化,力学性显著提高,但表现出较明显的应变硬化现象,而且各向异性,挤压方向优于法线方向。挤压方向上的最大抗拉强度为347MPa、屈服强度为263MPa,延伸率为9.0%。SEM扫描发现断口有大量韧窝,部分韧窝中存在富稀土相。时效后的镁合金强度进一步提高,挤压方向上的最大抗拉强度为421MPa、屈服强度为305MPa,延伸率为8.0%,塑性有所下降,各向异性现象仍存在。此种镁合金的拉伸断裂机制为微孔聚集型的穿晶断裂。锻造态合金时效后的晶粒显著细化,其强度较时效前和挤压态进一步提高,其力学性能仍存在各向异性,由室温到300℃的高温拉伸时,各方向的流变应力均有不同程度降低,但断裂应变有所增大。