稀土(Rear Earth，简称RE)镁合金是镁合金中的研究热点之一。与传统的镁合金相比，Mg-RE受到的重视程度日益增加，在工业发展中显示出很大的发展前景。我国的稀土储量丰富，再加上稀土镁合金具有良好的综合性能，因此稀土镁合金开发必定具有重要意义。然而，常见的稀土镁合金中稀土元素含量较高，因而使得合金的整体成本及密度提高，这对稀土镁合金的大规模工业化生产是不利的。所以，本文提出向Mg-3Gd-1Zn合金中添加少量稀土元素Y，并辅以热处理，探索Y对合金化元素含量较少的稀土镁合金时效行为的影响。　　本实验使用真空熔炼炉制备出Mg-3Gd-1Zn-xY(x=0,0.5)合金，系统地研究了Y的加入对 Mg-3Gd-1Zn铸态、固溶态合金显微组织和力学性能的影响，并在此基础上，对Mg-3Gd-1Zn-xY(x=0,0.5Y)合金的时效行为进行了深入的研究。　　通过金相显微镜、XRD、SEM、TEM等设备、手段对两种铸态合金进行了研究，结果显示铸态GZ31合金与GZ31-0.5Y合金均由α-Mg相、MgZn2、MgGd3种相组成。Y元素的加入使得GZ31-0.5Y合金中的MgZn2相增多，MgGd3相减少，Y主要固溶进GZ31合金基体中。铸态GZ31-0.5Y合金的强度略高于GZ31合金的强度，对基体起主要强化作用的是MgGd3相。　　经过固溶处理后，两种成分的固溶态合金均由α-Mg相、MgZn2、MgGd3这3种相组成。固溶处理使析出相溶入基体，减弱了析出相沉淀强化效果，固溶处理造成晶粒长大等综合作用使固溶处理后的合金硬度较铸态略微下降。固溶态GZ31-0.5Y合金强度略高于固溶态GZ31合金，这是Y造成的固溶强化以及合金中存在更多MgGd3相所致。　　时效态GZ31合金的主要组织为α-Mg、MgGd3、MgZn2、X。X相对基体的强化作用十分有限。随时效时间延长，合金中的MgGd3相增多，MgZn2相减少，X相减少。到达峰时效时，合金中大量析出 MgGd3相，MgZn2大幅减少，X相减少。合金进入过时效阶段后，基体中重新出现X相，MgGd3相减少，MgZn2相增多。时效时间超过50h后，合金中X相逐渐消失，MgGd3相重新增多，MgZn2相数量减少。GZ31时效态合金硬度曲线呈“W”型，当时效时间为0.5h至10h时，GZ31合金处于欠时效状态；合金显微硬度于1h至10h不断上升，于10h时合金硬度到达最高点68.4Hv，此时合金达到峰时效；10h后合金过时效，显微硬度不断下降，但显微硬度于50h到达谷值54.9Hv后不断回升，时效时间225h时显微硬度回升至61.0Hv。　　时效态 GZ31-0.5Y合金的主要组织为α-Mg、MgGd3、MgZn2。欠时效阶段的合金基体中存在的MgGd3相及MgZn2相含量很少。随着时效时间延长，合金中的MgGd3相增多，MgZn2相减少。到达峰时效时，合金中大量析出MgGd3相，MgZn2相大幅减少。进入过时效阶段后，基体中MgGd3相减少，MgZn2相增多。时效时间超过100h后，合金MgGd3相重新增多，MgZn2相数量减少。GZ31-0.5Y时效态合金硬度曲线呈“W”型,当时效时间为0.5h至20h时，GZ31-0.5Y合金处于欠时效阶段；合金显微硬度于1h至20h不断上升，于20h时合金硬度到达最高点，此时合金达到峰时效；20h后合金过时效，显微硬度不断下降，但显微硬度于100h到达谷值后不断回升，时效时间225h时显微硬度回升至60.0Hv。　　通过分析指出少量Y（0.5wt％）元素的添加并不能对GZ31合金有明显的强化作用。Y的添加使得GZ31-0.5Y中的MgGd3相聚集并粗化，减弱了其沉淀强化效果，而Y元素带来的固溶强化效果不足以抵消这种弱化导致了这种结果的出现。而Y元素的添加对合金造成了诸多影响，主要有：添加了Y元素以后，合金时效态组织中的MgZn2相形态发生了转变，GZ31合金中 MgZn2相呈长杆状，而 GZ31-0.5Y合金中则呈块状；使GZ31-0.5Y到达峰时效的时间较GZ31合金延长；延长了GZ31-0.5Y合金于过时效阶段硬度开始回升的时间。