作为工程应用中密度最轻的金属结构材料，镁合金具有高比强、高比模、高阻尼以及优异的铸造、机械加工性能和易回收等优点。因其在国防和民用工业中的应用日益增多而受到材料科学工作者们的广泛关注和研究，但其较低的绝对强度和较差的塑性变形能力成为制约其广泛应用的主要原因之一。研究表明，Mg-RE系合金一般具有良好的综合力学性能，高强Mg-RE系镁合金一般都含有稀土元素Gd和Y，尤其是重稀土Gd含量一般在10%（有些甚至达到20%）以上，这种方法虽然显著提高了合金的力学性能，但由于Gd的大量添加不仅增加了镁合金的成本，同时也使镁合金的比重大幅提高，限制了它的实际使用范围。本文以Mg-Gd-Y合金为基础，通过添加适量的元素Zr和Zn以降低稀土Gd、Y的添加量，并期望获得良好的综合力学性能。实验采用常规金属模铸法制备了Mg-xGd-3Y（x=6，10）、Mg-6Gd-3Y-0.4Zr和Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-xZn（x=1，1.5，2）等成分的合金，对实验合金分别进行了热挤压、均匀化处理以及时效处理。论文研究了Gd、Zr、Zn三种元素以及时效处理对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，由于Gd在镁中存在较大的固溶度，Gd元素主要通过固溶强化来提高合金的力学性能；Zr元素作为晶粒细化剂，在镁合金中起细化晶粒的作用，通过细晶强化方式来提高合金的强度；具有LPSO结构的Mg₁₂Zn（Gd，Y）相是Mg-RE-Zn合金中的主要强化相，它呈片层状分布，随着Zn含量的增加， Mg₁₂Zn（Gd，Y）相形貌发生改变，由不连续分布趋于半连续的网络状分布；Zn含量越高，合金中Mg₁₂Zn（Gd，Y）相分布越多，晶粒之间的滑移阻力越大，合金变形更加困难，对合金的强化效果越明显；由于在时效过程中没有形成新的强化相，且析出相数量相当，时效处理对Mg-Gd-Y-Zr合金的力学性能影响不大。在350oC对合金进行热挤压（挤压比为11:1），然后进行200oC×54h的时效处理后，Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金的抗拉强度和屈服强度分别达到403MPa和336MPa，延伸率为7.0%，达到或接近含Gd量较高的Mg-Gd-Y系镁合金的综合力学性能。