Mg-Y-RE系合金（如WE43、WE54）具有良好的室温、高温力学性能和抗蠕变性能,在航空航天领域应用广泛,是较为成功的商用耐热镁合金。但是,在某复杂薄壁航空构件研制过程中发现,由于Mg-Y-RE合金中含有大量的活性稀土Y元素,在熔炼铸造过程中极易形成氧化钇夹杂,这种夹杂往往以氧化皮的形式分布于铸件的薄壁部位,严重损害了构件的疲劳性能,降低了铸件的成品率,极大限制了合金的应用,氧化钇夹杂问题已成为该航空产品研制的关键瓶颈。因此,在保证合金力学性能的同时,探寻替代Y的低活性稀土元素,减少Mg-Y-RE合金中Y元素含量,进而减少氧化钇夹杂,开发新型低Y含量镁稀土合金,对航空复杂薄壁镁稀土合金构件的研制具有重要的意义。本文以Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.5Zn-0.5Zr合金为基础,在保证稀土总质量分数不变的情况下,通过Gd元素替代部分Y元素,制备了不同Y、Gd含量的Mg-Y-RE合金,采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段,结合硬度测量、拉伸实验等性能测试试验,研究了Y含量、Y/Gd比对合金微观组织及力学性能的影响,探明了Y、Gd含量变化对其强韧性的作用规律,开发出一种具有良好室温、高温力学性能的低Y含量镁稀土合金。在此基础上,对该合金的固溶和时效热处理进行了系统研究,获得了优化的T6热处理工艺参数,为其工业应用奠定了基础。主要研究成果如下:首先研究了Y元素含量对合金微观组织和力学性能的影响,研究发现:Mg-xY-2Nd-1Gd-0.5Zn-0.5Zr合金的铸态组织由α-Mg基体和Mg₁₂Nd、Mg₁₄Nd₂Y、Mg_5.05（GdY）、GdZn、Mg₂₄Y₅等第二相组成,第二相主要以半连续的网状结构分布在晶界处;随Y含量降低,合金的晶粒尺寸增大,晶界处的第二相含量减少、尺寸明显细化;测试其力学性能发现,随着Y含量的减少,合金的屈服强度与抗拉强度降低,而延伸率有所上升,其主要是由于Y含量减少导致合金晶粒尺寸增加,时效析出相减少,析出强化作用减弱。保持稀土总量不变,采用活性较低的稀土Gd替代部分Y元素,制备了Mg-xY-2Nd-（5-x）Gd-0.5Zn-0.5Zr合金,研究Y/Gd比变化对于合金微观组织和力学性能的影响,结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体及共晶第二相组成,随Y/Gd比改变,晶粒尺寸变化不大;4Y-1Gd、3Y-2Gd和2Y-3Gd合金的力学性能相近,而1Y-4Gd合金的强度明显降低。在此基础上,阐明了Y/Gd比对合金强韧性的作用机制,研究发现:由于Gd元素比Y元素的原子量大,当稀土总质量不变时,随Y质量分数下降,Gd质量分数上升,稀土元素的总原子百分比下降,沉淀析出相总量减少,导致稀土元素原子百分比最低的1Y-4Gd合金强度显著降低;与此同时,随Gd质量分数上升,强化效果更好的含Gd析出相增多,导致3Y-2Gd和2Y-3Gd合金力学性能与4Y-1Gd合金相比变化不大。其中,低Y含量的Mg-2Y-2Nd-3Gd-0.5Zn-0.5Zr合金的室温、高温力学性能与高Y含量的Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.5Zn-0.5Zr合金相当,但是其Y含量降低了50%,形成氧化钇夹杂的倾向大幅降低。对Mg-2Y-2Nd-3Gd-0.5Zn-0.5Zr合金进行热处理工艺优化,研究发现:在500℃固溶时,由于温度过低,第二相固溶较慢,10h固溶处理后仍有大量第二相残留;在550℃下固溶时,温度过高,晶粒严重长大,同时容易产生过烧,综合考虑固溶温度和固溶时间,525℃×8h为适宜的固溶工艺;该合金的峰时效强度随时效温度的上升而降低,时效处理后的强度也呈现相同趋势,综合考虑合金的强韧性,250℃×8h为适宜的时效工艺。综上,获得优化的热处理工艺如下:固溶处理525℃×8h,时效处理250℃×8 h,T6处理后合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为198 MPa、288 MPa和10%。开发出的新型低Y含量的Mg-2Y-2Nd-3Gd-0.5Zn-0.5Zr合金,有望替代高Y含量WE43、WE54合金,应用于航空复杂薄壁件生产,可有效减少铸件中的氧化钇夹杂,提高铸件的内在质量与合格率,具有广阔的应用前景。