作为一种新型的绿色环保材料,镁合金具有较好的工程应用前景,但因其较差的耐蚀性受到限制。尤其是在服役环境和外加载荷的共同作用下,镁合金极易发生应力腐蚀和氢脆,造成结构件突发性断裂。这不仅限制了镁合金的应用,造成经济损失,而且存在极大的安全隐患。因此,改善镁合金的抗应力腐蚀和氢脆问题变得极为重要,相关研究也倍受关注。本文经过设计并制备出AZ91和AZ91-xGd（x=0.5、1.0和1.5 wt.%）系列镁合金。探究稀土Gd的加入对铸态和挤压态镁合金AZ91和AZ91-xGd组织的影响;对挤压镁合金AZ91和AZ91-xGd进行腐蚀行为测试,详细探讨稀土Gd的添加对挤压镁合金AZ91腐蚀性能的改善机制;通过对挤压镁合金AZ91和AZ91-xGd进行慢应变速率拉伸测试,探究Gd对挤压镁合金AZ91应力腐蚀开裂行为的作用机理,并分析讨论了不同溶液对镁合金应力腐蚀开裂行为的影响。另外,对氢浓度和稀土Gd对挤压镁合金AZ91氢脆性能的机理进行深入分析。铸态镁合金AZ91的微观组织由三种相组成:α-Mg基体相、β-Mg17Al12相以及Al-Mn相。粗大骨骼型离异共晶β-Mg17Al12相以不连续网状的形式分布在α-Mg相周围,并伴有少量片状共晶β-Mg17Al12相。稀土Gd的加入不仅使粗大的骨骼型β-Mg17Al12相变为块状,抑制了片状共晶β-Mg17Al12相的形成,还伴随着新相Al2Gd/Al-Mn-Gd的出现。在挤压镁合金AZ91和AZ91-xGd中,β-Mg17Al12相以长条状和块状的形式在α-Mg相之间形成带状结构,它们沿挤压方向平行分布,颗粒状Al2Gd/Al-Mn-Gd沿其分布。挤压镁合金AZ91和AZ91-xGd的腐蚀速率均随着时间的增加而逐渐降低。稀土Gd的添加缩减了β-Mg17Al12相的体积分数,提高了挤压镁合金AZ91的抗腐蚀性,尤其是点蚀的发生。Gd的加入还使得动电位极化曲线中点蚀击穿电位右移,腐蚀电流密度降低;同时,阻抗谱中高频阻抗增加,中频容抗回路出现,低频电感回路消失。挤压镁合金AZ91-xGd形成的腐蚀产物膜比挤压镁合金AZ91上形成的腐蚀产物膜具有更好的保护效果。在3.5 wt.%NaCl饱和Mg（OH）2溶液中,挤压镁合金AZ91-xGd比AZ91具有更优异的应力腐蚀开裂抗性。稀土Gd的添加细化了第二相β-Mg17Al12和提高腐蚀产物膜保护性能,从而提高镁合金的局部耐蚀性。稀土Gd的加入使挤压镁合金AZ91在3.5 wt.%NaCl饱和Mg（OH）2溶液中的断裂方式由沿晶应力腐蚀开裂转变为穿晶-沿晶混合型应力腐蚀开裂。在蒸馏水、3.5 wt.%NaCl饱和Mg（OH）2溶液和3.5 wt.%Na2SO4饱和Mg（OH）2溶液中,挤压镁合金AZ91-1.0Gd均表现出应力腐蚀开裂特征。其中,在3.5 wt.%Na2SO4饱和Mg（OH）2溶液中表现出最高的应力腐蚀敏感性。当充氢电流密度增大时,挤压镁合金AZ91的氢浓度增加,抗氢脆性能下降。在挤压镁合金AZ91中随着稀土Gd的加入,镁合金中氢浓度逐渐降低,抗氢脆性能提升。稀土Gd改善挤压镁合金AZ91氢致开裂的机理在于,在充氢过程中,挤压AZ91-xGd镁合金中的稀土Gd抑制了氢原子对镁基体的侵入,降低了镁合金中的氢浓度,进而提高镁合金的抗氢致开裂性能。