稀土镁合金因其综合力学性能优秀而备受关注,但稀土元素加入量较大在一定程度上限制了其广泛应用,因此低稀土含量的镁合金研究意义重大。本文采用金属型重力铸造的方法制备了三种较低稀土含量的镁合金,具体成分为Mg-3Gd-4Y-0.5Zr、Mg-3Gd-4Y-1Zn-0.5Zr、Mg-6Gd-4Y-1Zn-0.5Zr(wt.%),分别记为合金1#、2#、3#,研究不同的热处理工艺对合金组织及力学性能的影响。研究结果表明:合金1#的铸态组织由α-Mg和Mg5(Gd,Y)相组成;合金2#的铸态组由α-Mg和18R-LPSO结构组成,偶尔可发现极少量的Mg5(Gd,Y,Zn)相存在;合金3#的铸态组织由α-Mg、Mg5(Gd,Y,Zn)相和18R-LPSO结构组成。研究了三种合金在不同温度(400℃、480℃、500℃、520℃)的固溶处理10h的组织变化。Zr元素在晶界处富集,为方块相的形成提供了必要条件。在三种合金中,合金2#中方块相的数量随着固溶处理温度的升高而降低,合金1#和合金3#则与之呈现相反的规律,合金1#和合金3#的规律相同但形成原因有所不同。固溶处理温度为400℃时,三种合金中的第二相不能充分溶解并均匀扩散到基体内;合金2#和3#中的18R-LPSO结构发生了分解的现象。固溶处理过程中,晶界处的14H-LPSO结构能对晶界起到钉扎作用,有效阻止晶粒的长大。根据合金3#在520℃固溶处理不同时间组织的变化情况,可将14H-LPSO结构的分解过程总结如下:首先,高温下的14H-LPSO结构发生溶解,其边界变得圆润,各元素脱离14H-LPSO结构的束缚发生了偏聚;其次,元素的偏聚使得该区域内形成了局部的过饱和固溶体或形成了方块相,这些细小的过饱和固溶体和方块相呈直线排列,随着时间的延长,过饱和固溶体和方块相变得无序,甚至呈弥散的点状分布。提高时效处理温度,能将时效峰时间提前,降低峰时效的硬度值;时效处理的温度越高,其延伸率也越高,抗拉强度和屈服强度下降。