本文采用铸态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金,通过均匀化处理、挤压变形及时效处理,分析各种状态合金的显微组织及力学性能,研究了不同热处理工艺及不同挤压参数对合金的组织及力学性能的影响,并对断裂韧性进行深入研究。铸态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织由等轴晶和晶界处大量网状分布Mg3Gd相构成,且有少量层片状LPSO结构。在经过510℃均匀化8h后水冷处理,合金中大量的晶界处第二相得到了有效的回溶。对于均匀化后随炉冷却处理,合金在缓慢的冷却速度下生成大量层片状14H-LPSO结构。经过均匀化处理后的合金力学性能都有所改善,含有大量层片状LPSO结构的试样塑性反而不如水冷试样,主要是因为其不具备方向性,且在铸态试样的组织中容易成为裂纹源。合金在挤压变形后呈现典型的双模组织。随着挤压温度及挤压速率的升高,合金的再结晶区比例增大,强度下降,塑性上升。在相对较低的挤压温度下水冷处理和随炉冷却处理的试样挤压后性能非常接近,而在温度达到一定程度后,随炉冷却试样相较于水冷处理后挤压的试样,强度下降,但延伸率会有较大提升,这与随炉冷却产生的大量层片LPSO结构有关合金具有良好的时效强化效果,其在峰时效阶段可析出大量弥散的纳米级β’相,对合金具有良好的时效强化作用。而随着挤压温度越高,无论是挤压前水冷处理还是随炉处理的合金的时效析出效果都比较明显。铸态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金断裂韧性较低,经过均匀化并水冷处理后,合金的断裂韧性有所提升,这主要是通过固溶强化等方式改善了合金的断裂韧性,但是使用随炉处理后合金的断裂韧性反而降低,这主要是因为在铸态合金中大量的层片状LPSO相并未有同一取向,无法发挥其改善镁合金变形能力优势,反而由于大量LPSO相与晶界处易产生裂纹源使得材料更易发生断裂。使用纳米压痕法关键是要求出准确的临界压痕能。纳米压痕法测试的结果对于镁合金挤压态和T5态的三点弯曲测试结果符合程度较高,差值在1-2之间。但对于铸态合金的计算还需要进一步提升精度。使用微米划痕法测试结果与三点弯曲法测得的数据的差距较大,不过测试的三种试样的断裂韧性相对大小与三点弯曲法都一致,说明划痕法能一定程度地反映镁合金组织变化对断裂韧性的影响。