挤压是常用的制备镁合金型材工艺。经过挤压后的合金组织中缺陷大量减少,晶粒得到细化,力学性能显著提高。镁合金的变形能力在很大程度上受到了激发,因此合金的组织并不均匀。变形与热处理结合在一起能够提高镁合金的力学性能,而适宜的热处理则能够细化镁合金晶粒,还能够均匀材料的微观组织。除此以外,合金中在加工过程中产生的残余应力也大幅度减少,但是合金的抗拉强度与延展性还无法同时优化。基于以上原因,本文提出了一种将传统挤压变形的Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr（wt.%）合金与时效-退火-时效相结合的工艺,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、万能拉伸实验机、维氏硬度计等仪器设备研究了退火温度为350℃-450℃、退火时间为1 h-20 h以及二次时效对合金显微组织和力学性能的影响,对比了退火对两种挤压比（16和4）合金棒材的显微组织和力学性能的影响,为开发具有高强度和优异延展性的Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金提供了科学指导。结果表明,一次时效处理通过引入细小的析出相抑制了退火过程中细晶粒的粗化;退火处理通过静态再结晶（SRX）机制细化粗晶粒;二次时效处理进一步提高了Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的强度。由于退火温度低,不能提供足够的能量,350℃-410℃下退火对合金显微组织的影响甚微,显微组织中仍然存在尺寸几乎没有变化的拉长的晶粒,几乎没有发生静态再结晶。随着退火温度升高到420℃-450℃之间,再结晶晶粒的均匀性得到改善并连续生长,同时,变形晶粒逐渐被其消耗。对比其他退火温度和时间,退火420℃×5 h后合金呈现均匀的微观结构且晶粒尺寸没有明显变化,细晶占比从初始态的20.9%显著增至79.4%,是最佳退火工艺。均匀组织的协调变形以及短棒状长程有序相（LPSO）和棱柱状β’相对位错和晶界的钉扎作用使得经时效-退火-时效处理后的合金具有优异的强塑性,屈服强度（YS）、极限抗拉强度（UTS）、伸长率（EL）分别为419 MPa,478 MPa,11.6%,相比于挤压-时效后的样品增加了47 MPa,45 MPa,4.9%。小挤压比无法提供足够的变形能量,大量的初始、粗大的变形晶粒无法形成动态再结晶,即使对合金进行退火处理,再结晶晶粒也无法消耗过多的初始变形晶粒,样品的微观组织不均匀;合金组织中小的层错能使得位错和亚晶界也极少,因此大量的晶粒开始破碎生长,挤压比为4的合金抗拉强度和屈服强度相对于挤压比16的合金分别从394 MPa和347 MPa减小到了339 MPa和249 MPa,延伸率从15.7%降低到了13.9%。