镁合金作为轻质结构材料,在国防、电子、汽车和航空航天等领域具有巨大的应用潜力。然而,由于镁合金存在较低的拉伸强度、屈服强度和高温抗蠕变性能,以及较差的韧性和耐蚀性等缺点,这严重阻碍了它的实际应用。研究发现,添加稀土（Rare-earth,RE）元素并进行时效处理是一种有效提高镁合金力学性能的方法。重稀土元素Gd和Y被认为是两种有效的固溶强化和沉淀强化的合金化元素,因此,在时效硬化型Mg-RE合金中,Mg-Gd/Y二元和Mg-Gd-Y三元合金因具有较高的强度、优良的抗蠕变性能和较好的耐热性能而获得广泛关注。时效析出序列对于合理设计材料成分、制订热处理方案、优化微观组织和提高力学性能等具有重要的参考意义。近年来,对Mg-RE合金时效析出序列的研究主要集中在析出序列的预测、晶体结构、化学成分、原子占位、微观形貌、析出动力学及强化机制等方面。但是,目前从热力学角度开展时效析出行为的驱动力的研究仍少见报道。本文以Mg-Gd/Y二元系和Mg-Gd-Y三元系为研究对象,借助相图计算（CALculation of PHAse Diagram,CALPHAD）技术,将时效析出序列中各析出相的有效形核驱动力（热力学形核驱动力-形核阻力）耦合到相应的热力学参数优化中,在不改变原有平衡相关系的基础上,重新获得自洽合理的热力学参数,并使得各析出相的有效形核驱动力能够正确反映时效析出序列,达到预测时效析出过程的目的。以有效形核驱动力为依据预测出的时效析出序列与文献报道的Mg-Gd/Y二元系和Mg-Gd-Y三元系以及本文实测的时效析出序列进行对比,取得的主要研究成果如下:首先,根据平衡态相图中出现的稳定相和时效析出序列中出现的亚稳相的晶体结构信息,构建了合理的热力学模型。结合文献报道的实验相平衡关系、热化学性质和典型合金的时效析出序列,运用CALPHAD技术、Thermo-Calc软件的PARROT模块和Pandat软件,在原有稳态相平衡关系的基础上,耦合时效析出序列中各析出相的有效形核驱动力,对Mg-Gd和Mg-Y二元系进行了热力学再评估。考虑到亚稳态有序相GP zones（D019-type）、Mg7Gd和Mg7Y均为无序固溶体HCPA3相的有序化部分,在优化过程中对这些亚稳态析出相施加了有序-无序转变约束条件。同时,由于各析出相的形核驱动力在热力学形核驱动力的基础上受形核阻力（应变能和界面能）的影响而降低,在优化过程中用有效形核驱动力（从热力学形核驱动力中扣除形核阻力）的排序对应时效析出序列。利用重新优化获得的热力学参数,计算得到的Mg-Gd和Mg-Y二元相图、热化学性质及典型合金的时效析出序列均与文献报道的实验数据吻合较好。在Mg-Gd和Mg-Y二元系热力学建模及重新优化的基础上,对于Mg-Gd-Y三元系中稳定相和亚稳相的热力学参数进行了同样的建模和优化评估。利用优化获得的热力学参数,不仅能够很好地再现文献报道的稳定相平衡关系（包括等温截面图、垂直截面图、液相面投影图以及不变反应的类型、温度和成分等）,而且还可以预测各析出相（包括亚稳态析出相和稳定态析出相）的有效形核驱动力,很好地符合文献报道的时效析出序列。特别是有效形核驱动力考虑了热力学形核驱动力和形核阻力的综合影响,通过富Mg端Mg-Gd-Y三元合金中各析出相的有效形核驱动力的预测与分析,给出了从Mg-Gd二元边的时效析出序列向Mg-Y二元边的时效析出序列的逐步过渡与转变。为了深入分析时效析出序列从Mg-Gd二元边逐步向Mg-Y二元边过渡与转变的预测结果,本文设计并制备了不同Gd/Y比例的Mg-Gd-Y三元合金,系统地研究了时效过程中微观组织、组成相结构、显微硬度和电阻率等变化规律,获得了时效硬化曲线和电阻率曲线,以及各阶段所对应的析出相,进而确定出各合金样品的时效析出序列。研究发现,时效过程的实验观测结果与有效形核驱动力的预测结果能够很好地符合一致,这为时效硬化型Mg-RE合金的设计和研发提供了重要的尝试和有益的探索。