本文利用扫描背散射电子像(SEM-BSE)和透射电子显微(TEM)观察,研究了MgGd3(at.％)、MgGd3Nd0.3(at.％)和MgGd3Nd0.3Zn0.3(at.％)三种合金的铸态、固溶态显微组织结构,同时利用显微硬度仪研究了三种固溶态合金在200℃下的时效硬化行为,并且基于透射电镜观察,着重分析对比了在200℃+85h时效条件下的三种合金的显微结构特征,讨论了添加Nd和Zn元素对析出相尺寸、形貌和分布特征的影响;此外,利用高分辨电子显微(HREM)观察对MgGdsNd0.3(at.％)合金在时效初期和时效峰值时期的析出结构进行了更进一步的分析,并且揭示了该合金的时效峰值阶段晶界处存在的择优析出相的结构特征;最后,报告了在Mg-15.4Gd-1.6Nd(wt.％)的合金中,由微量Fe的存在所导致的类长周期结构片层的形成及其结构特征,并从原子尺寸差和混合焓方面与其它长周期结构进行了对比。取得的主要结果概述如下。　　 MgGd3(at.％)、MgGd3Nd0.3(at.％)和MgGdsNd0.3Zn0.3(at.％)三种合金经过520℃固溶处理后,均能使富稀土的初生相有效地固溶,形成可时效强化的过饱和固溶体合金。其200℃时效后峰值硬度的实现都源于基体中微细β析出相的形成和弥散分布,而随后硬度随时效时间的变化趋势却有所不同。添加稀土元素Nd,有助于加快合金的时效响应。Nd和Gd共存时的析出强化使MgGd3Nd0.3(at.％)合金在0-120h时效阶段具有高于其它两种合金的硬度。过渡族元素Zn的添加,虽然使MgGd3N(10.3Zn0.3(at.％)的硬度相比MgGd3Nd0.3(at.％)略低,但能够在长时间时效中保持硬度不明显下降。　　 MgGd3Nd0.3(at.％)合金时效初期的镁基体中,存在纳米级的稀土原子局域富集,其结构特征表现为稀土原子再分布形成的各种局域有序结构。在时效峰值阶段,以β相为主的强化相在镁基体中的高度弥散分布是硬度达到最高的原因。除不规则球形的β相外,还存在另一种为片状的D019关联相,其结构表现为一种尚不完整的过渡结构特征。在MgGd3Nd0.3(at.％)合金的峰值时效阶段,发现过时效阶段的析出相(β1相和β相)可以在在晶界处优先析出,并且β1相和β相是以共格互生的方式共存,以台阶生长的方式不断消耗晶界处以及附近β相中的稀土原子长大。　　 在200℃等温时效18h的Mg-15.4Gd-1.6Nd(wt.％)合金中,发现一种依附于稀土化合物生长的含Fe类长周期结构片状相。这种由于Fe存在而形成的片层结构与通常的长周期结构的形貌特征十分相似,但是它的形成并不满足以往报道的形成LPS元素间原子半径差和混合焓的经验规则。高分辨电子显微(HREM)观察表明,含Fe的片状相通常成对形成,成对的片状相中间被一个单胞厚的基体层均分成两部分,片状相部分为7个原子层厚度,约为1.76 nm,是14H型长周期结构单元的1/2。