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镁合金现已成为世界各国材料领域研究的热点,近十几年的初步研究发现,在镁中添加一些稀土元素可以明显提高镁合金的高温力学性能,此类稀土镁合金不仅具有普通镁合金质轻的优点而且具有抗高温蠕变的特性最重要的是其具有较高的耐热强度,因此它已经被广泛应用在了航空航天领域并引起了材料界的广泛关注。由于我国镁、稀土资源丰富,在全球矿产资源紧缺的大环境下研究和开发新型的耐热高强镁合金已经成为我们的迫切任务,但在新型材料的开发研究中,目标体系的相图具有极其重要的作用,然而针对稀土镁合金中重要的Mg-Gd-Y-Zn系合金到目前仍然没有完整的相图数据,这就限制了稀土镁合金的进一步发展。本文用Pandat热力学计算软件计算了Mg-Gd-Y-Zn系多元合金平衡相图,用扩散偶法和合金法以及热分析法相结合的试验方法对计算相图进行了验证。首先描述了相图计算所需要的热力学模型,并利用多相平衡相图计算软件Pandat及镁合金热力学数据库计算了Mg-Gd(Y)二元合金平衡相图,以及Mg-Gd-Y、Mg-Gd(Y)-Zn三元合金多组等温截面相图和垂直截面相图。利用“铆钉法”制备了二元及三元扩散偶,并利用扩散偶法对Pandat软件计算的Mg-Gd-Y-Zn系多元合金平衡相图进行了验证,结果表明Mg-Gd二元扩散偶在300℃和400℃平衡处理后其扩散层中具有相同的相区分布,Mg→Gd可分为五个两相区和两个单相区,Mg-Y二元扩散偶在300℃和400℃平衡处理后其扩散层中同样具有相同的相区分布,Mg→Y可分为四个两相区和两个单相区,这一试验结果与计算相图中的相区分布结果一致,初步证明了Pandat软件对Mg-Gd, Mg-Y二元合金相图计算的准确性。Mg-xZn/Gd(x=2,4)(wt%)两种三元扩散偶在200℃平衡处理后其扩散层中具有基本相同的相区分布,扩散层中从富镁侧开始依次检测到的三相区分布为α-Mg+Mg5Gd+MgZn→Mg5Gd+Mg3Gd+Mg2Zn3一Mg3Gd+Mg2Gd+Mg2Zn3一Mg2Gd+MgGd+Mg2Zn3→MgGd+Mg2Zn3+hcp(Gd)；Mg-xZn/Y(x=2,4)(wt%)两种三元扩散偶在200℃平衡处理后其扩散层中同样具有基本相同的相区分布,扩散层中从富镁侧开始依次检测到的三相区分布为α-Mg+Mg24Y5+MgZn→Mg24Y5+Mg2Y+Mg2Zn3一Mg2Y+MgY+Mg2Zn3→MgY+Mg2Zn3+hcp(Y),这一实验结果与计算相图中的相区走向和相区分布基本上是一致的,证明了Pandat软件对Mg-Gd(Y)-Zn系三元合金在低Zn侧200℃时相图计算的准确性。利用合金法辅助验证计算相图时更进一步证明了在200℃时Mg-Gd-Zn系三元合金相图中富镁角处存在α-Mg+Mg5Gd+MgZn三相区,Mg-Y-Zn系三元合金相图中富镁角处存在α-Mg+Mg24Y5+MgZn三相区。在四元合金中其平衡相已经不再单一不变,它将由多原子聚集和原子置换形成,在200℃时Mg-9Gd-3Y-3Zn四元合金中MgZn相的更加精确的表达形式应该是Mg(Zn0.55,Y0.05,Gd0.4),而Mg5Gd则应为Mg5(Gd0.7,Zn0.3)相；在300℃时Mg-Gd-Zn系三元合金相图中富镁角处存在长条状晶带轴为[088]的Mg5Gd相和透镜状晶带轴为[2421]的MgZn相,Mg-Y-Zn系三元合金相图中富镁角处存在方形状晶带轴为[112]的Mg24Y5相,这一试验结果与计算相图中对应的相区相组成一致。利用DSC验证Mg-Gd-Zn系,Mg-Y-Zn系合金计算相图富镁端相变温度时表明其相变温度计算值和实验测定值基本上是一致的,进一步验证了Pandat软件对该合金系在相变温度上计算结果的准确性。