镁合金是工业应用中最轻的金属结构材料之一,具有比强度高、比刚度高和抗震性好等特点,在汽车工业、航空航天和军工领域得到广泛应用。Mg-Zn-Mn-Sn新型变形镁合金具有优良的加工性能和室温力学性能,热变形和时效处理能使合金达到较高的强度,但其强度和一些高稀土镁合金相比还是有一定的差距。研究表明,Zn含量为8%时,合金强度较高。Gd作为稀土元素,在镁合金中除了可细化晶粒外,还能形成第二相,从而影响合金的力学性能。为在控制成本的前提下进一步提高合金的力学性能,本文以Mg-8Zn-1Mn-3Sn（ZMT813）合金为基础合金,加入少量稀土元素Gd对其进行微合金化,使用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱分析、差热分析、电子背散射衍射分析以及力学性能测试等实验分析手段,研究了Gd元素的添加量对不同状态的ZMT813合金显微组织和力学性能的影响。本文的研究结果表明:（1）铸态ZMT813合金的主要物相包括α-Mg基体、α-Mn相、Mg7Zn3相和Mg2Sn相。添加Gd元素后,合金的平均枝晶间距减小,生成了新的MgSnGd三元相,该相在合金中的含量随Gd元素添加量的增加而增加。MgSnGd相的形成会消耗Sn元素,导致Mg2Sn相的含量降低。随Gd含量增加,合金显微组织中网状的第二相逐渐破碎,沿晶界分布的Mg7Zn3相逐渐细化。均匀化处理后（优化后的工艺为330℃/16 h+420℃/4 h）,Mg7Zn3相由于Zn在镁合金中的固溶度限制（最大为6.2wt.%）不能全部溶入基体,MgSnGd相由于其热稳定性较高,也残留在基体上。（2）热挤压使合金中的第二相被压碎,形成沿挤压方向的挤压流线。随Gd含量增加,挤压态合金中的挤压流线逐渐密集,MgSnGd相的体积分数逐渐增加,其尺寸也有所增大,合金的平均晶粒尺寸先减后增,ZMT813-0.2Gd合金的晶粒最细。Gd的添加会使合金的基面织构逐渐增强,导致基面滑移难以启动,从而使合金的强度有所提高。挤压态合金中ZMT813-0.2Gd合金综合力学性能最优,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到了262 MPa,377 MPa和14.1%。Gd含量增加到0.5 wt.%时,晶粒尺寸的增大、Mg2Sn析出强化相的减少和MgSnGd相的粗化导致合金强度下降。（3）对合金进行固溶处理和时效处理（优化后的工艺为420℃/2 h+180℃/12h）,合金中的MgSnGd相可以起到延缓回复过程的作用,保留部分位错,从而增加时效处理过程中析出强化相β1′（MgZn2）的异质形核质点,进而增强时效强化效果,加快时效响应。但是Gd含量的增加也会导致合金中的强化相Mg2Sn析出量的减少,从而减弱时效强化效果,因此Gd元素的添加量需兼顾此二者效应。实验研究发现,当Gd含量为0.2 wt.%时,MgSnGd相间接对β1′相的析出促进作用较好,同时合金中强化相Mg2Sn的析出量没有受到太大影响。因此,时效态合金中ZMT813-0.2Gd的综合力学性能最优,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到了348 MPa,389 MPa和2.5%。