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镁合金作为新型的轻金属材料,具有比强度高、比刚度大等优异特点,具有广阔的应用前景,并广泛应用于航空、电子信息、汽车等领域。Mg-Gd-Zn系合金因其强度高、性能好,并具有良好的时效响应,同时会生成特殊的长周期结构,引起了国内外学者的浓厚兴趣。本文以Mg-Gd-Zn系合金作为研究对象,通过电磁感应设备制备Mg-15Gd-2Zn-xSn合金,对该系列合金不同状态下的显微组织和力学性能进行观察、测试及分析,探究合金元素Sn对Mg-15Gd-2Zn系合金显微组织和力学性能的影响,对比不同状态下合金中LPSO相及其他第二相差异,为进一步研究该系列合金的调控及强韧化提供科学理论依据。对Mg-15Gd-2Zn-xSn合金在铸态下的显微组织和力学性能的变化规律进行了研究。结果表明,铸态下的Mg-15Gd-2Zn-xSn合金晶粒主要为树枝晶,Sn的添加具有细化枝晶的作用,二次枝晶间距显著减小。合金的长周期相主要呈细小片层状分布在晶内的14H-LPSO相中,其有由晶界附近向晶内生长的趋势。当少量的Sn（≤1.0 wt.%）加入到合金后,合金中长周期相的片层长度变长,密度增加;过量Sn（≥2.0 wt.%）加入会导致合金中有粗大的块状MgGdSn相生成。铸态合金的强度随Sn含量的增加呈现出先提升后降低的趋势,Mg-15Gd-2Zn-0.5Sn合金的综合力学性能最优,屈服强度为189 MPa,抗拉强度为268 MPa,延伸率为7.6%。研究了不同热处理条件下Mg-15Gd-2Zn-xSn合金的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明,不同固溶处理温度下,合金的组织和性能有较大差异。经480℃固溶处理12小时后的Mg-15Gd-2Zn-xSn合金组织主要由α-Mg基体、晶界处少量的块状（Mg,Zn）3Gd相以及晶粒内的层片状14H-LPSO相组成。微量的Sn元素加入可以使固溶态合金中14H-LPSO相的数量显著增多,且层片更加细密。经520℃固溶处理12小时后的Mg-15Gd-2Zn-xSn合金晶粒全部转变等轴晶,合金组织主要由α-Mg基体和网状（Mg,Zn）3Gd相组成,晶粒内部的层片状LPSO相几乎完全溶入基体中。在后续时效处理过程中,前期固溶处理温度不同的合金表现出不同的时效响应。相比于480℃固溶处理后时效的样品,520℃固溶处理后的样品的时效响应更为显著,其性能提升更为显著,但峰值时效时间有所延长。微量的Sn加入可以显著提升合金的时效硬化响应,同时Sn元素的加入也会导致合金达到峰值时效的时间延长。经520℃固溶处理12小时的Mg-15Gd-2Zn-0.5Sn合金进行后续时效处理后性能最佳,其时效峰值屈服强度达264 MPa,抗拉强度达到392 MPa,延伸率为3.1%。对Mg-15Gd-2Zn-xSn合金进行热挤压变形后,合金发生了不同程度的动态再结晶,晶粒主要为细小的等轴晶,网状分布的粗大（Mg,Zn）3Gd相及含Sn量较高的合金中的MgGdSn相均被挤压碎成细小的块状,呈半连续状沿晶界分布。微量Sn加入时,晶界处细小的颗粒状第二相数量显著增加,且弥散分布于晶界处;同时晶内层片状14H-LPSO相更加细长及细密。Mg-15Gd-2Zn-xSn合金的强度随着Sn含量的增加呈现出先提升后下降的趋势。微量Sn的添加,使得合金的强度显著提升,Mg-15Gd-2Zn-0.5Sn合金的屈服强度、抗拉强度最高,分别为:332 MPa、454 MPa,此时合金相应的延伸率为6.8%;Mg-15Gd-2Zn-1.0Sn合金的延伸率最高,为11.4%;但当Sn含量≥2.0 wt.%时,合金的屈服强度、抗拉强度及延伸率都开始下降。