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近年来,为了降低能耗,提高资源利用率,作为密度最小和资源丰富的金属镁以及镁合金,被看作潜在的绿色金属结构材料,目前已经应用于交通、航空航天、通信等领域。由于镁是密排六方晶格结构,对称性较低,室温下滑移系少,且变形过程中易形成强基面织构,导致镁合金在室温下的塑性成形性能较差,各向异性显著,限制了镁合金的广泛应用。本论文根据合金化调控镁合金织构的原理设计了五种成分的Mg-Zn-Gd-Ca合金,并对这些合金的组织、织构及力学性能等进行了研究,主要研究内容如下:(1)研究了合金元素含量对铸态显微组织、第二相和铸态晶粒尺寸的影响规律。研究结果表明,合金元素的含量越高,铸态合金晶粒尺寸越小;与Mg-Zn-Gd合金相比,Mg-Zn-Gd-Ca系合金的铸态晶粒细小,说明Ca的细化作用显著;经过400℃-420℃均匀化处理之后,熔点高、热稳定性好的Mg3Zn3Gd2相不能完全溶入基体,仍有部分残留于晶界位置。(2)研究了合金的轧制性能以及轧制板材的组织、织构和力学性能。结果表明,经过多道次的轧制之后,Mg-0.1Zn-0.4Gd-0.2Ca合金的轧制性较好;由于Ca的添加,影响合金的塑性变形机制,使得Mg-Zn-Gd-Ca合金中的孪晶数量明显增多;由于合金元素的含量不同,使得轧制态合金中第二相的大小和分布也不相同;Mg-0.1Zn-0.4Gd-0.2Ca合金轧制板材具有较高的塑性和屈服强度,沿轧制横向和轧制方向的拉伸塑性分别为17.3%和5.6%,屈服强度分别为228MPa和265MPa,在塑性方面表现出的差异性比Mg-Zn-Gd合金弱的多;五种合金(0002)面的极图呈现出非基面织构,且织构峰值沿轧制横向和轧制方向都了发生偏转。(3)研究了不同退火温度对板材的组织、织构及力学性能的影响。结果表明,经过不同温度的退火之后,合金发生不同程度的再结晶,并且再结晶区域随退火温度的升高逐渐增大,之后升高温度,晶粒呈现长大趋势,并且含Ca少的合金晶粒长大速度较快;退火之后,织构弱化现象明显,并且沿轧向和横向发生不同程度的偏转,峰值强度先减小后增大;经过325℃退火90min后,Mg-0.1Zn-0.4Gd-0.2Ca合金出现四峰织构,并且四个峰分别出现在轧向和横向上,沿轧向的峰值小于沿横向的峰值,但是四峰的偏转角度相似;随退火温度的升高,合金的屈服强度呈现下降趋势,并且轧向高于横向,延伸率随退火温度的升高先增大后减小;由于合金元素含量和变形程度的不同,Mg-1.5Zn-0.2Gd-0.1Ca合金在300℃时完全再结晶,沿轧向和横向的延伸率分别为34.1%和34.9%,屈服强度分别为164MPa和131MPa,Mg-0.1Zn-0.4Gd-0.2Ca合金经过325℃退火发生完全再结晶,沿轧向和横向的延伸率分别为37.0%和39.6%,屈服强度分别为147MPa和124MPa。