Mg-Y-Zn-Zr系镁合金作为一种有发展前途的高强镁合金,在汽车、航空航天和其它领域应用前景广阔,然而,现有Mg-Y-Zn-Zr系镁合金的力学性能还难以满足高强镁合金的要求,因此,有必要进一步针对Mg-Y-Zn-Zr系镁合金的开发展开研究。众所周知,合金化和/或微合金化作为改善镁合金常/高温力学性能的重要手段,目前已在高性能镁合金的研制上得到了积极的应用。目前,在高性能镁合金改性研究上得到应用的合金化和/或微合金化元素中,稀土元素Gd和Sm因具有沉淀强化效果强和性能改善明显等优势而较为引人注目。然而,目前关于Gd和Sm尤其是少量Gd和Sm改性Mg-Y-Zn-Zr系镁合金的研究报道还相对较少。因此,针对Mg-Y-Zn-Zr系镁合金Gd和Sm合金化和/或微合金化后的的显微组织和力学性能控制展开基础研究,对于高性能Mg-Y-Zn-Zr系镁合金的开发以及扩大其应用具有非常重要的理论意义和实际应用价值。本文基于设计制备的Mg-3Y-2Zn-0.6Zr-Gd/Sm(wt.%)试验镁合金,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)、差热分析(DSC)以及显微硬度、抗拉性能测试等手段,主要研究了Gd和Sm添加及其含量变化对Mg-3Y-2Zn-0.6Zr试验镁合金显微组织和力学性能的影响以及热处理对Mg-3Y-2Zn-0.6Zr-Gd/Sm试验镁合金显微组织和力学性能的影响,并得到了以下主要研究结果:1)Mg-3Y-2Zn-0.6Zr试验镁合金的铸态组织主要由初生α-Mg、短杆状Mg12YZn相(LPSO)、颗粒状Mg3Y2Zn3相及少量的Mg24Y5相组成,其中LPSO相呈连续或网状分布于晶界处。2)添加1.0-6.0 wt.%Gd到Mg-3Y-2Zn-0.6Zr试验镁合金中后,合金组织中合金相的类型没有发生明显变化,添加的Gd部分替代Mg12YZn相中的Y,使得Mg12YZn相主要以Mg12(Y,Gd)Zn相的形式存在。同时,当添加1.0-6.0 wt.%Gd到Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金中后,合金的组织被细化,第二相在晶界和晶内呈连续和半连续状分布且数量增加,并且这一趋势随着Gd含量的增加变得更为明显。此外,Gd添加对Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金铸态室温抗拉性能的影响与Gd的加入量密切相关。当在Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金中添加1.0 wt.%Gd后,合金的抗拉性能尤其是合金的延伸率明显改善,而添加2.0-6.0 wt.%Gd后,合金的抗拉性能则呈下降趋势。3)热处理对Mg-3Y-2Zn-0.6Zr基试验镁合金的室温抗拉性能存在一定的影响。当含Gd和不含Gd的Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金经T4(500℃×24h+淬水)热处理后,不含Gd和含1-2 wt.%Gd的镁合金的抗拉性能下降,而含4-6 wt.%Gd的镁合金的抗拉性能则稍有增加。当含Gd和不含Gd的Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金经T6(500℃×24h+淬水+225℃×12h+空冷)热处理后,不含Gd和含2-4 wt.%Gd的镁合金的抗拉性能呈增加趋势,而含1 wt.%和6 wt.%Gd的镁合金的抗拉性能则呈下降趋势。4)添加1.0-2.0 wt.%Sm到Mg-3Y-2Zn-0.6Zr试验镁合金中后,合金组织中合金相的类型没有发生明显变化,添加的Sm部分替代Mg12YZn相中的Y,使得Mg12YZn相主要以Mg12(Y,Sm)Zn相的形式存在。同时,添加1.0-2.0 wt.%Sm到Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金中后,合金的组织被细化,第二相数量增加,且这一现象在添加2 wt.%Sm的合金中表现尤为明显。尽管含Sm的Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金组织被细化,但其铸态室温抗拉性能不但未得到改善,反而还有所下降。此外,热处理对含Sm和不含Sm的Mg-3Y-2Zn-0.6Zr镁合金的室温抗拉性能均存在较大影响。当试验合金经T4(500℃×24h+淬水)处理后,含Sm和不含Sm镁合金的抗拉性能降低。然而,当试验合金经T6(500℃×24h+淬水+225℃×12h)处理后,含Sm和不含Sm合金的抗拉性能均呈增加趋势,其中尤其以含1 wt.%Sm的合金获得了相对较高的抗拉性能,其室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达224 MPa、120 MPa和10.9%。