镁合金有很多优点,密度小、强度高、刚性好、韧性好、减震性强、切削加工性能好、熔点低、压铸性能优异、散热性好、电磁屏蔽性能优异、资源丰富等。在航空航天、汽车制造、3C、医药化工、轨道交通等领域运用广泛,对绿色发展有着非常重要的意义。纯镁力学性能差,但通过合金化、塑性变形、热处理等强化手段可以有效的改善合金的综合力学性能并且调控合金的降解性能。镁合金耐腐蚀性能较差这一缺点极大的限制了镁合金作为结构材料的的应用范围,但是却给压裂用井下工具材料带来了新的研究方向。与此同时,研究发现:长周期堆垛有序相（LPSO）的引入可以提高镁合金力学性能的同时调控其降解性能,这为开发一种具有高强度和可控降解性能的新型压裂用井下工具镁合金材料提供了一种全新的思路。本研究通过在镁中加入一定量的Gd和Ni元素,研制出综合力学性能优异、降解速率可控的Mg-Gd-Ni合金。制备出一系列含有含镍LPSO相的镁合金,研究这些LPSO相的含量、分布、形貌对合金力学性能和降解性能的影响。首先,通过控制Gd元素的原子百分比为1,改变Ni元素含量获得铸态Mg-Gd1-Ni X（X=0.38、0.75、2.25）合金,合金主要由α-Mg基体相、LPSO相和共晶相组成。实验结果表明:适量Ni元素的加入能够让合金综合力学性能提升的同时加快合金的降解速率,但是过量的Ni促进了共晶反应,反而会降低合金的力学性能和降解速率。其中含单一LPSO相的Mg-Gd1-Ni0.75合金表现出最佳的综合性能,抗压强度、压缩屈服强度、延伸率和硬度分别为:340 MPa、128 MPa、13.9%、103 HV。室温（25℃）下平均降解速率为2066 mm/y,模拟压裂环境（93℃）下平均降解速率为8193 mm/y。然后,在Mg-Gd1-Ni0.75合金的基础上,固定住Gd/Ni的原子百分比为1.33/1,同时改变Gd和Ni元素的含量得到不同LPSO相含量的Mg-Gd1.33X-Ni X的合金。随着Gd和Ni含量的增加,各个合金中的第二相含量、分布和形貌各异。LPSO相含量逐渐增多,从不完全连续网状分布到完全连续网状分布再到大量LPSO相包裹住镁基体,同时晶粒也到了细化,含镍的LPSO相有效的提高了Mg-Gd1.33X-Ni X合金的综合力学性能。然而随着含镍LPSO相含量的增加,合金的降解速率呈现逐渐降低趋势。通过实验得出Mg-Gd2.66-Ni2合金具有最佳综合力学性能,抗压强度、压缩屈服强度、延伸率和硬度分别为:516 MPa、176 MPa、23.0%、121 HV。Mg-Gd0.665-Ni0.5合金的降解性能优异,室温（25℃）下平均降解速率为1678 mm/y,模拟压裂环境（93℃）下平均降解速率为8104 mm/y。随后,对Mg-Gd1.33X-Ni X系列合金进行了挤压变形实验,挤压变形后Mg-Gd1.33X-Ni X组织细化。合金中的LPSO相包含分布在晶界周围的块状LPSO相和镁基体析出的层状LPSO相。挤压后合金中的LPSO相呈现出流线形与镁基体交错分布。挤压后的Mg-Gd1.33X-Ni X合金的综合力学性能显著提升,其中Mg-Gd1.33-Ni1合金的综合力学性能最好,抗压强度、压缩屈服强度、延伸率和硬度分别为:615 MPa、290 MPa、18.9%、93 HV。然而,随着含镍LPSO相含量的增加,合金的降解速率逐渐降低。Mg-Gd0.665-Ni0.5合金的降解性能较为优异,室温（25℃）下的平均降解速率为1438 mm/y,模拟压裂环境（93℃）下的平均降解速率为6337 mm/y,相较于铸态合金而言降解速率有所降低。总而言之,通过合金化调控和变形工艺调控,获得一系列具有高强度优异综合力学性能并且兼具不同降解速率的Mg-Gd-Ni合金,能够作为井下压裂球材料的候选材料。电偶腐蚀在整个降解过程中居于主导地位。LPSO相充当电偶腐蚀的阴极相,Mg基体充当阳极被加速腐蚀。其中LPSO相不仅可以与镁基体形成微电偶加速镁合金的降解,同时过量的LPSO相也可以作为抑制降解的屏障,降解起初发生在LPSO相与镁基体相的交界处,腐蚀进一步扩展,使得镁基体成块脱落。