通过对材料成分,组织的控制,获取优异的性能,以满足材料在各领域之中的使用,一直是众研究学者追求的目标。而控制合金性能的工艺手段有合金化,热处理以及冷变形等,从成分以及工艺的方面对材料的组织与性能进行控制。镁合金具有轻质,高的比强度,比刚度的优点,且在地壳中储存量大,应用范围较为广泛,有化工装备,汽车,航空航天,军工等领域,被誉为绿色工程材料,是目前最轻的金属工程材料。但是镁合金还是具有某些方面的缺陷而限制了人们对它的应用,比如它在高温下不稳定,性能较差,性质活泼易被氧化的缺点,限制了镁合金在某些领域中的使用。但是要充分利用镁合金优良的性质,就要对镁合金的缺陷进行改善。这就需要从镁合金应用的角度出发,对合金的组织与性能进行控制,例如通过添加合金元素对其成分进行控制以及对合金进行一系列的热处理以达到对其组织与性能的控制,再者可通过大冷变形来控制合金的组织,从而控制合金的性能。有研究表明,由于稀土元素独特的化学性质与核外电子排布,可改善镁合金的组织与性能。因此,可以通过向镁合金中添加稀土元素以改变合金的成分来控制合金的组织与性能,优化合金的组织,通过合金的性能来直观的反映材料控制方法的效果。因此,研究稀土镁合金成分配比以及稀土元素对合金的组织成分的控制原理有着重大的意义。本文通过向工业中使用广泛的AZ91D压铸镁合金中添加不同含量的稀土元素Gd与Y,控制其合金的成分,以及采用不同的热处理工艺来控制合金的组织,以达到控制合金性能的目的。采用不同的测试技术,如OM、XRD、透射电镜,扫描电镜,能谱分析等以及拉伸,硬度测量等试验,对合金组织进行观察同时力学性能进行分析。通过分析合金的组织与性能确定稀土元素的添加量用以控制合金的成分同时选取合金的处理工艺,利用控制变量法来研究稀土元素在不同处理条件下对AZ91D镁合金组织与性能的控制原理。实验分为单一Gd元素添加以及符合Gd,Y元素添加来改变合金的成分。研究表明:通过单一添加Gd元素来控制合金的成分时,对于铸态合金,合金的组织主要由α-Mg基体、β-Mg₁₇Al₁₂相以及稀土相Al2Gd组成,而通过复合添加Gd、Y元素后,合金中检测到少量的块状Al₆Mn相以及稀土相Al₂Y。随着合金中添加的稀土的增加,合金中的连续网状的β-Mg₁₇Al₁₂相逐渐被分解细化,向着杆状,小块状以及颗粒状转变。弥散分布与基体之中。随着稀土的增多,合金的晶粒逐渐细化。而在经过固溶处理后,合金中的β-Mg₁₇Al₁₂相逐渐分解并向基体中溶解,而经过时效处理后,基体中的β相又会向外析出。并以颗粒状较为均匀的分布于基体之中。而加入稀土元素后,形成的Al₂Gd和Al₂Y相都会以块状或颗粒状分布于合金的晶界附近或晶体内部。而通过不同热处理工艺控制单一Gd元素添加合金组织与性能的研究发现:对于铸态镁合金组织,稀土元素Gd的添加量为1.0%,对合金的组织影响最为明显,合金的力学性能最优,此时抗拉强度为268.40MPa,延伸率为6.2%,硬度值为100.9HV,合金在经过固溶处理后,固溶态合金中当Gd的添加量为1.0%时,合金的力学性能最优,抗拉强度达到了288.47MPa延伸率达到了11.33%,硬度值为93.2HV。抗拉强度以及延伸率都有明显的提高,而合金的硬度相较于铸态合金有一定的下降。添加稀土元素的合金经过固溶时效处理后,Gd的含量为0.8%时,合金的性能最优,抗拉强度峰值为294.38MPa,延伸率为10.27%,硬度为109HV,相对于固溶态的合金硬度与抗拉强度都有提高,而延伸率有一定的下降。通过不同热处理工艺控制复合添加稀土元素合金组织与性能的研究发现:当Y的含量为0.8%,Gd与Y复合添加为1.8%时,铸态以及固溶态合金的性能达到最好。铸态合金的抗拉强度283.73MPa,延伸率9.2%,硬度97.1HV。而固溶处理后的合金抗拉强度308.68MPa,延伸率14.94%,硬度94.2HV。