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Mg-Gd-Y系合金中GW83镁合金具有良好的抗蠕变性及高温力学性能,在航天航空及军工器械领域受到广泛关注,但由于其塑性加工性能差,严重影响了该合金的实际应用。因此,针对GW83镁合金的强韧性研究对于该合金广泛应用有着重要意义。本文以GW83镁合金为研究对象,通过设计锻造变形及热处理实验方案,研究了变形工艺及热处理参数对该合金组织和性能的影响。文章综合应用多种材料分析方法,包括微观组织观察、拉伸性能测试、断口扫描及XRD衍射分析,系统地研究了GW83镁合金组织性能的演变规律,并获得了最佳变形工艺及热处理工艺参数。研究结果表明:（1）与单向压缩相比,多向锻造变形后,晶粒细化效果明显,且变形组织更加均匀。多向锻造3道次变形后晶粒细化效果最为显著,平均晶粒尺寸为14μm。同时,合金获得了最优异的力学性能,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到321MPa、253MPa、10.6%,断口形貌呈现出大量韧窝,为典型的韧性断裂特征。（2）采用Box-Behnken响应曲面法设计工艺方案,对锻造变形后GW83镁合金进行热处理研究,通过对实验结果统计分析,得到各项力学性能与热处理工艺参数之间的二阶响应曲面数学模型,进而获得热处理工艺最佳参数组合:固溶温度445℃,固溶时间10h,时效温度224℃,时效时间14h。（3）变形态GW83镁合金经T4（445℃×10h）固溶处理后,晶界处网状Mg24（Gd,Y）5共晶相基本溶解,Gd、Y元素充分溶入基体,形成过饱和固溶体,同时有少量Mg5（Gd,Y）相析出,合金塑性得到显著提高,断口韧窝均匀分布,表现为韧性断裂。T6（445℃×10h+224×14h）热处理后,大量均匀分布的亚稳定态β’-Mg3～5RE强化相析出,有效的提高了合金的力学性能,断口呈现大量韧窝及少数解理面,表现为韧性与脆性断裂并存的复合型断裂模式。（4）对比试验结果,铸态GW83镁合金在3道次多向锻造变形后经T6（445℃×10h+224×14h）热处理,合金的力学性能获得了极大的提高,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别由原来的210MPa、167MPa、2.8%提升为354.6MPa、268.3MPa、12.05%。