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Mg-RE系合金具有良好的室温和高温拉伸性能、疲劳性能和抗蠕变性能，在工业生产、航空航天及国防军工等尖端领域得到广泛应用，但与变形铝合金相比，该系合金的强度较，限制其在主承力结构件上的推广应用。本课题通过施加外场来改善Mg-RE系合金的显微组织，提高力学性能。 本文以Mg-9Gd-3Y-1.2Zr-0.5Zn(GW93)合金为研究对象，利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪、布氏硬度仪和电子万能试验机等分析与测试手段，研究超声处理（功率0-2000W，时间0-120s）对GW93合金显微组织及力学性能与凝固行为和时效硬化行为的影响，分析改善合金组织和提高力学性能的影响机理。主要研究结果如下: (1)GW93合金经过不同超声功率和不同时间的熔体超声处理，合金中α-Mg相由树枝晶变为等轴晶，第二相形状由团聚的大块状变成细小且弥散分布的颗粒状，晶粒尺寸由65μm减小到13.5μm。GW93合金熔体超声处理后，其抗拉强度显著提高，与未超声处理的GW93合金相比，抗拉强度提高了73.3％。随着超声功率增大和超声时间的延长，铸态的布氏硬度，抗拉强度和延伸率均先增高后降低，当超声功率为1000W，超声时间为60s时，硬度，抗拉强度和延伸率为分别为74.58HB、260MPa和14.79％，达到最优值。热处理后进一步提高合金力学性能，其变化规律与合金铸态类似，当超声功率为1000W，超声时间为60s时，合金硬度，抗拉强度和延伸率分别为106.92HB、346.67MPa和19.65％。与相同条件超声下的铸态相比分别提高了43.36％，33.33％和32.86％。 (2)超声场的施加增强了GW93合金时效硬化效果，但是未改变时效硬化的整体规律。随着时效时间的延长，合金的布氏硬度呈现先增大后保持平缓降低。当时效时间低于10h时，合金布氏硬度呈缓慢增长;当时效时间在10h-43h中，合金布氏硬度增长速度大大提高，随着时效时间的延长，布氏硬度变化缓慢。当超声功率为1000W时，时效时间为43h时布氏硬度达到最大值106.92HB，相比未超声处理的合金，布氏硬度提高了35.86％。 (3)通过分析GW93合金的凝固冷却曲线可得:在合金的凝固过程中施加超声场，能提高凝固开始温度和凝固结束温度，提前凝固开始时间和凝固结束时间，缩短凝固时间。当超声功率为1000W时，凝固时间为47.33s，与未经超声处理合金的凝固时间相比，加快了65.37s。故超声场的施加提高了凝固速度和结晶速度，细化了合金的显微组织。 (4)对GW93合金而言，当超声作用时间为60s超声功率为1000W时，合金中晶粒尺寸和组织的细化程度以及合金的综合力学性能均达到最优值，热处理后GW93合金综合力学性能达到最佳，基本满足齿轮箱壳体性能的需要。