镁合金作为目前最轻的金属结构材料，被广泛应用于汽车工业、航空航天、武器装备等领域。Mg-RE系合金因其高强、耐热等特点，成为镁合金领域的研究热点之一。近年来，廉价的轻稀土钐(Sm)引起了研究人员的极大兴趣，并且开发了Mg-Sm-Zn-Zr系合金。基于轻、重稀土复合添加能够显著改善镁合金力学性能的理论，因此，本文设计开发了Mg-Sm-Yb-Zn-Zr系合金。本论文主要研究Yb对Mg-3.5Sm-0.6Zn-0.5Zr基合金组织、性能及其蠕变行为的影响。　　首先，本文研究了不同Yb含量对铸态Mg-3.5Sm-0.6Zn-0.5Zr(M40)基合金微观组织和力学性能影响，结果表明，Yb具有明显的细化晶粒效果;M40合金中主要的第二相为Mg3Sm(FCC，a=0.74nm)，呈多孔网状结构，分布在三叉晶界;Yb添加之后，第二相体积分数增加，铸态合金主要的第二相有晶界实心树枝状Mg24RE5相(BCC，a=1.12nm)和晶内板条状Mg5RE相(FCC，a=2.22nm)，且与Mg基体的位相关系为:(200)Mg5RE和(-110-2)α-Mg相差3.03°，[012]Mg5RE//[-24-23]α-Mg。此外，在M40合金中发现了纳米级板条状柱面沉淀相Mg3Sm和细长条状基面沉淀相Mg5Sm相;在Mg-3.5Sm-2Yb-0.6Zn-0.4Zr(M42)合金发现了纳米级条纹状Mg24RE5相、超细针状Mg3RE相以及基面堆垛层错。Yb添加对合金的力学性能具有显著的提升，且随着Yb含量的增加，屈服强度明显提升，延伸率呈先增后减的趋势;铸态M42合金展示了最佳的综合力学性能(σb=234MPa，σ0.2=131MPa，εf=18.4％)，并且保持了良好的高温(250℃以下)拉伸性能。　　其次，研究了铸态合金的蠕变行为，并分析M40和M42合金的蠕变变形机制。结果表明，Yb添加能够明显改善铸态合金的蠕变性能，且铸态M42合金展示了最优的抗高温蠕变性能。基于蠕变激活能和蠕变应力指数，M40和M42合金在200～250℃、60～100MPa条件下主导的蠕变机制是位错型蠕变，并伴随着扩散和晶界滑移的发生。另外，蠕变过程中的动态析出相是提高合金蠕变抗力的主要原因。晶界r型空洞和w型裂纹的形核、聚集、长大是导致蠕变失效的主要原因。　　此外，研究了合金的固溶处理工艺，具体工艺为，M40和M405合金:520℃-6h，冷水淬火;M41，M42和M43合金:525℃-2h+515℃-4h，80～100℃热水淬火。固溶之后，合金的塑性得到了明显的改善，强度变化不大。并进一步研究了M40和M42合金200℃峰值时效析出相和力学性能。M40合金峰时效态主要的析出相有β相和γ"相，其中β相，沿{10-10}二级棱柱面析出，底心斜方晶系（a=0.642nm，b=2.224nm，c=0.521nm），与镁基体的位相关系是:(001)β//(0001)α，[2-10]β//[2-1-10]α;γ"相沿基面析出，有序的六方结构（a=0.556nm，c=0.444nm）。M42合金峰时效态主要的析出相有:风车状析出相（由β"相和β相首尾相接，连接而成）、盘片状β"相、针状的γ"相和γ相。其中β"相，沿{11-20}二级棱柱面析出DO19结构（a=0.642nm，c=0.521nm），与镁基体的位相关系是:(10-10)β"//(10-10)α，[0001]β"//[0001]α;针状γ"相与镁基体的位相关系是:(2-1-10)γ"//(-1100)α，[0001]γ"//[0001α;针状γ是一种无序的六方结构（a=0.321nm，c=0.781nm），与镁基体的位相关系是:(0001)γ∥(0001)α，[2-1-10]γ∥[2-1-10]α。峰时效态M42合金展示了最佳的力学性能(σb=297MPa，σ0.2=228MPa，εf=8.1％)，优于峰时效态WE43合金。另外，峰时效态合金保持了良好高温力学性能，主要归因于良好热稳定性的γ"相和γ相。少量(0.5％)的Yb添加均能改善铸态、固溶态和峰时效态合金的加工硬化效果;同时热处理对合金的加工硬化效果也具有明显的影响。铸态和峰时效态M42合金的加工硬化效果对温度有强烈的敏感性。