高强高韧轻型镁合金是航空航天、国防军工及现代工业发展中迫切需求的的材料,能够有效缓解我国资源和环境等方面的问题。含长周期堆垛有序相(LPSO相)的Mg-RE-TM是目前性能最好的高强镁合金体系,其强度在500MPa以上,已基本达到商业铝合金的强度。如何利用有效的强韧化途径,解决高强镁合金性能不稳定以及大件成型困难的问题,已成为一个亟待解决难题。要解决上述问题,必须澄清该合金的强韧化机制,掌握强度塑性的变化规律,为合金的应用提供理论指导。针对这一现状,作者通过不同的手段(热处理、挤压变形、微合金化)对合金中的起主要强化作用的LPSO相进行调控,最终揭示合金的强韧化机制。本文首先通过热处理工艺对Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金中LPSO相进行调控,结果表明:不同的热处理温度和时间都会影响LPSO的含量、形态和分布,然后通过挤压发现合金在520x10h热处理后具有最好的力学性能,其力学性能抗拉强度383MPa、屈服强度331MPa,延伸率12.1%。然后,研究了挤压变形工艺对Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金中LPSO相的影响规律,挤压温度的升高有利于LPSO的析出,而LPSO的析出会促进动态再结晶,使得合金晶粒细化;增大挤压比可以有效破碎晶界处的大块LPSO,阻碍动态再结晶晶粒的长大,达到细化晶粒的目的。最后,在上述研究的基础上,我们在Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金中添加了Ca元素,研究了LPSO相在热处理和挤压过程中对LPSO相的影响机制,发现Ca元素的添加会促进晶界处块状相的析出,抑制挤压过程中晶粒的动态再结晶,从而损害合金的强度和塑性。