作为目前世界上最轻的金属结构材料，Mg-Li合金具有密度低、比强度高、比刚度高、冷热变形能力好，各向异性弱等特点，在航空航天、国防军事以及汽车电子等领域具有广阔的应用前景。然而，Mg-Li合金的强度较低一直是制约其大规模应用的主要原因。在提高合金强度的众多方法中，添加合金化元素以其简便有效的特点受到青睐。作为一种合金化元素，稀土元素常常被应用于镁合金中。本文在α相Mg-Li合金中添加适量的稀土元素Y和Nd，优化这两种稀土元素在Mg-5Li-3Al-2Zn合金中含量，探究稀土元素Y、Nd对Mg-5Li-3Al-2Zn合金显微组织、相组成、力学性能以及不同稀土元素对合金强韧化机理的差异，同时也证实了Y和Nd元素存在复合强韧化合金的作用，并通过对形变织构的分析认识了Mg-Li合金塑性变形的特点，清楚了稀土元素Y和Nd在改变Mg-Li合金变形机制方面的作用。铸态Mg-5Li-3Al-2Zn合金是由基体α-Mg和絮丝状的AlLi相组成。稀土Y的加入会使合金中生成Al2Y，而AlLi相会减少。当Y含量为0.8%时铸态合金的晶粒细化效果最佳，其抗拉强度也达到了最高值（202MPa）。挤压变形后，合金发生了动态再结晶，Y含量为1.2%时，合金的抗拉强度达到了最高值（325MPa），同时，延伸率也都达到了最高值（23.3%）。随着Nd含量的增加，铸态Mg-5Li-3Al-2Zn合金中除了有针状的Al11Nd3，还有块状的Al2Nd金属间化合物。当Nd含量为1.2%时，合金的抗拉强度达到了195.2MPa和延伸率达到17.2%的最佳力学性能。Nd含量为2.0%时，合金的平均晶粒尺寸减小到68μm，比未加稀土合金的平均晶粒尺寸减小了44%。而挤压态合金在Nd含量为0.8%时，抗拉强度达到了最高值（281.9MPa）。在Nd含量为1.6%时，挤压态合金的延伸率达到最高值（27.2%）。Y和Nd元素对铸态Mg-5Li-3Al-2Zn合金进行复合合金化后，合金中存在α-Mg、AlLi、Al11Nd3以及Al2Y。当Y和Nd添加量分别为1.2%和0.8%时，合金的平均晶粒尺寸达到了30μm，复合合金化后晶粒细化效果显著，而该合金的抗拉强度达到了最高值231MPa，而合金的延伸率也达到了最大的16%。Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd合金在热挤压过程中发生了完全动态再结晶现象，晶粒细小且呈等轴状，合金中的AlLi相呈条带状的分布。该合金在室温下的抗拉强度为224MPa，延伸率为24.6%，而在100℃下的抗拉强度为166MPa，延伸率为37.9%。当应变速率为10-3s-1时，压缩强度为397.7MPa，应变速率增加到10-2s-1时，压缩强度为406.7MPa。相应应变速率下的屈服强度也有类似的规律。室温下的准静态拉伸过程中，该合金出现了在镁合金中少见的塑性失稳现象。沿着ED(extrusion direction)方向的室温压缩测试表明，合金表现出了屈服强度和最大压缩强度都对应变速率不敏感的特点。对比Mg-5Li-3Al-2Zn合金中加入1.2%Y、0.8%Nd和共同加入1.2%Y+0.8%Nd的这三种合金抗拉强度和延伸率提高比例可知，Y和Nd元素以1.2:0.8的比例添加，其对合金强韧化效果远大于单独添加相应含量的Y和Nd的作用效果之和。证实了稀土Y、Nd间存在复合强韧化合金的效果。Mg-5Li-3Al-2Zn和Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd两种铸态合金都没有出现特定的织构类型，复合添加稀土元素的合金其织构表现的更加散漫。在压缩应变为0.17时，Mg-5Li-3Al-2Zn合金的大部分晶粒的C轴与样品法向Nd大致成75°，而Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd合金在应变为0.10时出现了较强的柱面织构，即大部分晶_粒<1010>//ND(normal direction)。对Mg-5Li-3Al-2Zn和Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd两种合金在不同压缩应变下的主要织构组分分析表明，两种合金在压缩应变小于0.10时，该合金中织构分布较为均匀，在0.17的应变下均出现了织构组分不均匀分布的现象。其中，只有_Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd合金的(1120)<0001>织构组分随着应变的增加而增强。两种成分的合金在室温下的压缩过程中都表现出了较好的塑性，其压缩应变均超过了20%。Mg-5Li-3Al-2Zn合金最高的压缩强度为311MPa，加入Y和Nd后合金的压缩强度最高可达到403MPa，强度提高了近30%。加入0.4%的稀土Nd后，热挤压态Mg-5Li-3Al-2Zn合金的(0002)极图中的织构表现出沿TD方向分布的特点，其织构组分出现在ND偏移TD(transverse)左侧大约5°的区域。而当Nd含量为2.0%时，Mg-5Li-3Al-2Zn合金的热挤压织构则是非基面织构类型（ND向TD右侧偏转约30°）。复合添加Y、Nd的Mg-5Li-3Al-2Zn合金，其热挤压织构出现了明显的非基面织构，即在(0002)极图中，极密度最大区域出现在晶粒的C轴偏转ED方向±60～70°。EBSD的取向成像分析数据表明，非基面织构的晶粒取向差为85°左右。晶界分析的结果表明，小角度晶界所占比例较小，大角度晶界的分布比较均匀。挤压变形后合金的晶粒比较细小，其中小于5μm晶粒所占比例为50.1%。在400℃下退火处理了30分钟、60分钟和90分钟后，该合金中的非基面织构发生弱化，与此同时，合金的平均晶粒尺寸也明显长大，合金的强度和塑性均下降。室温拉伸过程中，退火后的该合金仍然有塑性失稳现象出现。对铸态Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd合金进行温轧和热轧变形，在变形量超过50%后，两种轧制工艺下的合金均出现了显著的非基面织构类型。即在(0002)基面极图中，在RD两侧出现了对称的双峰。温轧过程中当变形量为28%时，大部分晶粒C轴与RD方向夹角集中在25°附近。当变形量为52%时，该织构得到加强。通过对Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd合金压缩、挤压以及不同温度下轧制的织构研究发现，该合金的柱面滑移系比基面滑移系容易启动，并且柱面滑移和锥面孪生机制是该合金主要的变形机制。