作为析出强化型镁合金,Mg-Y-Nd合金具有优异的室温强度,高温耐热性和良好的生物相容性,在航空航天、陆上交通工具、生物医用材料等领域都得到了一定程度的应用。然而,Mg-Y-Nd合金为密排六方结构,导致其在室温的塑性变形能力较差,所以Mg-Y-Nd合金的加工成形和工业应用均受到了一定程度的限制。搅拌摩擦加工（Friction stir processing,FSP）是一种新型的剧塑性变形加工技术,在制备具有较好塑性变形能力的细晶金属材料方面具有较大潜力。尤其是在循环水的辅助冷却作用下,再结晶晶粒的长大受到限制,从而能获得更为细小的晶粒组织。因此,本研究选取了铸造Mg-Y-Nd合金作为研究对象,空气中/水下搅拌摩擦加工（NFSP/SFSP）为制备手段,研究了材料在FSP过程中的微观组织演变、后续时效热处理对加工试样微观组织变化及室温力学性能的影响、加工试样的高温超塑性及在模拟体液（Simulated body fluid,SBF）中的腐蚀行为,为铸造Mg-Y-Nd合金力学性能的提升和加工成形性能的改善提供技术参考,为FSP技术在生物医用材料制备领域的应用提供实验依据。首先,选取了不同的加工参数,分别对铸造Mg-Y-Nd合金进行NFSP和SFSP。研究了不同加工条件下,搅拌区的组织演变和力学性能对比。两种不同加工条件下的FSP后,材料的微观组织均得到了显著细化,力学性能也均得到了大幅提高。相比较而言,由于NFSP过程中产生更大的热积累,NFSP试样搅拌区的中心宽度和平均晶粒尺寸均大于SFSP试样,而且NFSP试样中具有部分再结晶晶粒长大而形成的粗晶带状结构。得益于循环水的冷却作用,SFSP可以制备出晶粒尺寸更为细小的Mg-Y-Nd合金,综合力学性能也更为优异,其中相对最优的加工参数为600 rpm的旋转速度和60 mm/min的行进速度。其次,结合NFSP过程中的热历史变化,对铸造Mg-Y-Nd合金在NFSP过程中,第二相的固溶与析出行为进行了研究与探讨。后续时效热处理后,NFSP试样的伸长率略微降低,强度则得到了进一步提高。在150℃的峰值时效条件下,增强相主要为β′′,而在180℃的峰值时效条件下,增强相主要为β1。时效处理后,大量的析出相为裂纹的萌生提供了更多的形核位置,同时也为裂纹的延伸提供了更为复杂的扩展路径。断口形貌表明,组织内部的第二相颗粒带状结构是造成NFSP及峰值时效试样的伸长率较低的主要原因。再次,选取了晶粒组织更为细小的SFSP试样,在不同的测试温度和应变速率下,进行了高温拉伸测试。得益于细小的α-Mg晶粒和良好的组织稳定性,SFSP制备的细晶Mg-Y-Nd合金在733 K和3×10^-3 s^-1的测试条件下获得了最大的伸长率（967%）;在758 K和2×10-2 s^-1的测试条件下获得了最优的高应变速率超塑性（900%）;在应变速率为1×10^-1 s^-1和708-758 K的温度范围内,伸长率都超过了500%。由于与基体之间存在良好的变形协调性,第二相颗粒并未导致变形过程中明显的应力集中,裂纹也主要形成于晶界位置。超塑性变形过程中的主要变形机制为晶格扩散协调的晶界滑移,断裂机制为微孔聚集。最后,研究了微观组织的细化及均匀化对Mg-Y-Nd合金腐蚀行为的影响。电化学测试结果和体外浸泡试验结果共同表明,NFSP和SFSP试样的耐腐蚀性能明显优于铸态试样。三者的主要腐蚀机理均为电偶腐蚀。不同的是,由于微观组织中含有粗大的α-Mg晶粒和第二相,电偶腐蚀导致的粗大第二相脱落或整个晶粒的剥离,让铸态试样的内部基体组织在模拟体液中大面积的裸露,出现严重的局部腐蚀行为。得益于晶粒的细化和第二相的破碎,在同样的腐蚀情况下,NFSP和SFSP试样裸露的内部基体组织相对较少,二者均呈现出了较为均匀的腐蚀形貌。此外,力学性能测试表明,铸态试样在SBF中浸泡5天后,最大拉伸载荷急剧下降为原始值的20%。通过FSP制备的细晶Mg-Y-Nd合金,在模拟体液中浸泡12天后仍能保持一定的机械完整性,仍能具备一定的承载能力。