Mg-RE-Zn系镁合金性能优越,是目前主流的高强镁合金之一,并且在合适的成分和工艺下,该系列合金能够生成LPSO相,进一步提高合金的性能。然而,高性能的Mg-RE-Zn系镁合金中往往稀土含量较高,使得合金成本升高,不利于推进相关的工业化应用。因此,在控制合金稀土含量的前提下,研究和发展高性能镁合金,同时探究LPSO相对合金组织和性能的作用机制,对推广镁合金的应用具有重大的意义。通过文献调研发现,Mg-Gd-Y-Zn合金在稀土元素含量不变的情况下,合金中第二相的含量和种类会随着Zn含量的变化而改变。因此,通过改变合金中Zn含量以及热处理工艺来调控合金第二相的形貌、种类和含量,结合SEM、XRD、TEM及力学性能测试等手段,探究第二相对合金微观结构和力学性能的影响规律。系统研究了LPSO相和不同化合物相形成的混合结构的强化能力,分析了LPSO相在不同化学成分和热处理工艺作用下形貌、类型和分布的变化规律,初步揭示了不同形貌LPSO相对合金再结晶过程和力学性能的作用机制,最终获得组织良好性能优越的镁合金材料。本文研究的主要结果如下:（1）在铸态Mg-1Gd-1Y-x Zn（x=1.0、1.5、2.0at%）合金中,Zn含量提高促使合金中LPSO相转变为W相,该相为粗大的鱼骨状,强化能力较弱。在固溶处理后,合金中部分W相和LPSO相固溶进镁基体中,合金的性能得到了提高。其中固溶态Mg-1Gd-1Y-2Zn合金的性能最好,其屈服强度和抗拉强度分别达到了145MPa和265MPa,这是由于Gd和Y元素良好的固溶强化能力导致的。（2）铸态合金中仅存在块状LPSO相,能够有效的提高合金的再结晶程度,而层片状LPSO相往往是在固溶处理后形成的,其中在晶界处形成的层片状LPSO相能够阻碍合金晶界的迁移,抑制合金的再结晶过程,同时阻碍晶粒长大,从而细化合金的晶粒。另一方面,W相在挤压后由粗大鱼骨状转变为了颗粒状,具备了一定的强化能力。在固溶处理后再挤压的Mg-1Gd-1Y-1Zn合金平均晶粒尺寸较小,织构最强,力学性能最好,其拉伸屈服、抗拉屈服、压缩屈服、断裂伸长率以及拉压屈服不对称性分别为:262MPa、360MPa、302MPa、6.5%和1.15。（3）在Mg-1Gd-1Y-1Zn合金中加入微量的Ce或La元素以改善合金组织,提高力学性能。铸态合金在添加Ce或La元素后发现有β相析出,该相在固溶处理后固溶进镁基体。Mg-Gd-Y-Zn-Ce合金经过固溶处理后才析出Ce（Mg,Zn）12相,而铸态和固溶态Mg-Gd-Y-Zn-La合金中均发现了La（Mg,Zn）12相的存在。随着Ce或La元素含量的提高,挤压态合金中Ce（Mg,Zn）12相和La（Mg,Zn）12相含量提高,由于第二相强化,合金力学性能也随之提高,其中La（Mg,Zn）12相的强化能力要优于Ce（Mg,Zn）12相。因此,Mg-1Gd-1Y-1Zn-0.3La合金的性能最好,屈服强度、抗拉强度、压缩屈服、延伸率和拉压不对称性分别为326MPa、391MPa、387MPa、4.6%和1.19。（4）含LPSO相的棒材合金在拉伸过程中,LPSO相易于启动滑移变形,而在压缩过程中易于发生扭折变形。相较于滑移变形,LPSO相扭折变形更难启动,这导致该系列合金的压缩屈服强度往往高于拉伸屈服强度。最后,通过改变Zn含量和热处理工艺,制得了含有不同体积百分比LPSO相的合金,探究了LPSO相对合金微观结构和力学性能的作用机制。结果如下:（1）铸态合金由于凝固的时候存在成分偏析,使得合金中LPSO相均为块状,而在高温热处理后才会析出层片状LPSO相。其中,较低Zn含量的合金在热处理后易于析出细小弥散的层片状LPSO相,而随着Zn含量的增加,层片状LPSO相的长度会提高,但是含量会受降低。（2）块状LPSO相能促进合金的再结晶过程,晶粒内部的层片状LPSO相对合金再结晶影响较小,而与晶界相连的层片状LPSO相阻碍晶界迁移,降低合金再结晶程度。（3）块状LPSO相能强化合金基体,提高合金性能,且随着含量的增加,强化效果越强。单独的层片状LPSO相强化能力较块状LPSO相弱,但是弥散分布的细小层片状LPSO相能有效阻碍位错运动,大大提高合金的力学性能。