镁合金因密度小,比强度高,切削加工性能好而且易于回收再利用,在当今资源和能源紧缺的环境下备受汽车行业、航空航天业的关注。AZ31镁合金作为变形镁合金的代表,成为镁合金研究者的重点研究对象。然而,由于AZ31镁合金的绝对强度小,大大限制了其工业化应用范围。目前,可以有效提高AZ31变形镁合金强度的方法主要有两种,其一为合金化,其二为形变热处理。本研究在Ar气的保护下于井式电阻炉中熔炼制备出含不同Gd质量分数的AZ31镁合金。利用OM,SEM,EDS以及XRD等检测仪器对AZ31-xGd（x=4.83,4.15,3.52,3.25）合金中的相成分,显微形貌进行了表征。本文首先研究了添加质量分数为4.83%的Gd元素对AZ31镁合金显微组织的影响;然后对AZ31-4.83Gd（AZG315）合金在540℃进行不同时间的固溶处理,研究固溶处理过程中AZG315合金第二相形貌演变规律,由此提出“扩散长大”模型,并计算得540℃时Gd原子在固相之间的扩散系数,最终确定AZ31-xGd合金的固溶处理时间;其次,本文还探究了相同固溶处理工艺下,AZ31-x Gd合金显微组织和力学性能变化的规律。本研究得出了以下结论:1.向AZ31镁合金中添加质量分数为4.83%的稀土Gd元素可以有效抑制基体中沿晶界分布的Mg₁₇Al₁₂共晶相形成。2.在精炼过程中gd元素和al元素首先固溶至基体中。当基体晶粒以树枝状生长时,由于固液界面前沿导致溶质原子的偏聚使得Al₂Gd相形核并长大。3.铸态azg315合金中第二相Al₂Gd呈针状片层分布在晶间,这主要是因为al原子和gd原子的定向扩散所导致的。4.通过室温锻造结果证明:azg315镁合金中第二相Al₂Gd形貌的变化必须在温度的激励下进行。540℃固溶处理时gd原子的扩散系数为105.06nm²/s,进行6h固溶处理后,晶间Al₂Gd相的厚度将保持不变。5.azg315镁合金在540℃进行固溶处理时,其内Al₂Gd相形貌的演变符合ostwaldripeningtheory。6.室温下固溶处理后azg315镁合金的屈服强度、抗拉强度以及延伸率分别为:135mpa、244.29mpa、10.93%比相同状态下az31变形镁合金对应力学指标同比提高123.95%、59.89%、2.34%。7.当gd元素的添加量小于4.83mass%时,Al₂Gd相的形成和形貌不仅受到稀土添加量影响而且与合金中al/gd原子比的大小有关。8.az31-3.25gd合金中所形成的Al₂Gd针状相更加细小,固溶处理后所形成的小颗粒状Al₂Gd相分布更加均匀,对于提高合金的力学性能具有明显作用。本研究通过对合金成分的设定,热处理工艺的制定,提出了“扩散长大”的动力学模型并计算出了540℃时gd原子在α-mg基体中的扩散系数,为提高az31变形镁合金力学性能及其稀土元素的应用范围提供了基础实验数据。