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镁合金具有重量轻、比刚度高、模铸生产率高和易回收利用等一系列优点,使其特别适用于交通运输、国防军工、3C产品等许多领域。变形镁合金受制于冶金质量和晶格类型,其塑性指标不足是制约其扩大应用的瓶颈,通过添加合金化元素可提高其纯度、协调其变形机制等来改善合金塑性,而Mn和Gd作为添加元素值得考虑。本文研究了Mn含量对Mg-Mn合金除Fe效果和腐蚀敏感性的影响及其作用机制;研究了Gd含量对Mg-Gd合金溶质原子置换固溶位置、晶格常数等基本特征的影响,分析了合金性能的变化规律以及影响机制;研究了预变形及时效工艺对Mg-4Gd合金的强韧性调控机制;研究了Mn添加对Mg-4Gd-x Mn合金组织和性能的影响,分析了第二相演变规律以及合金强化增塑的影响机制;研究了Gd含量对Mg-x Gd-0.8Mn合金组织和性能的影响,分析了合金的强化增塑机制及腐蚀机制,并对比研究了Mg-x Gd和Mg-x Gd-Mn合金的塑性变化规律。研究得到以下主要结论:（1）采用低温静置工艺除铁,可使熔体Fe变化值(ΔCFe)显著增大,可提高除Fe效率。相同Fe含量的熔体在较低温度时Fe的过饱和程度更高,可促进富Fe颗粒的长大而促进沉降,此种工艺下即使不添加Mn也可获得显著除铁效果。加Mn后熔体中Fe的过饱和程度提高,利于Fe原子的析出,但Mn对富Fe颗粒的长大有抑制作用,会使含Fe颗粒粗化速率（kd）降低。Mg-Mn合金的腐蚀敏感性主要取决于Fe在镁基体中的固溶度,含铁镁熔体加入Mn后生成游离态锰铁共生颗粒,可降低Fe的固溶度,从而有效降低Fe杂质对镁合金的有害影响,显著降低其腐蚀敏感性。当铁锰质量比FeSolid solubility/Mn Actual addition低于0.0083时,合金的耐腐蚀性能更好,其中失重速率为0.38±0.09～0.54±0.15mg/（cm2·d）,析氢速率为0.30±0.06～0.94±0.04 ml/（cm2·d）,腐蚀电流密度为3～9×10-6 A/cm2。（2）Gd含量对Mg-Gd合金基本特征和性能的影响研究表明,低Gd（低于固溶度,4 wt.%）添加时,Gd原子的择优固溶晶面为柱面（11-20）。随着Gd添加量的增加,挤压态合金的轴比c/a先减小然后增加,其变化与合金塑性变化规律相吻合,其中Mg-Gd合金的固溶强化增塑效应主要发生在1～4 wt.%范围内。随着Gd在较低添加量范围内增加,合金基面滑移启动阻力急剧增加,柱面滑移启动阻力则相对缓慢地增加,两种阻力值随着Gd含量的增加而逐渐趋于接近到一定的程度,利于基面滑移和柱面滑移协调而起到增塑作用。然而,当Gd含量超过一定量时,合金中的第二相体积分数过高,对塑性不利。在较高的Gd添加量下,当柱面滑移启动阻力和基面滑移启动阻力趋于接近且保持差异相对恒定后,加工硬化指数也下降到一个相对较低的稳定数值。（3）Mg-4Gd合金在挤压后时效前加入预拉伸变形处理,可促进时效过程中过渡相的形核及其向平衡相的转化,且平衡相的平均尺寸随着时效温度的升高而增大。预拉伸试样经时效处理可提高力学性能,低温峰时效工艺下（210℃×24 h）合金综合力学性能最佳,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为137.4 MPa、245.4 MPa和22.1%;高温峰时效工艺下（250℃×8 h）合金综合力学性能保持在较高水平,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为130.9 MPa、241.5 MPa和22.6%。合金加工硬化率主要受预拉伸过程引入的预置位错和预置孪晶的影响,而后续时效处理可通过第二相析出和部分预置位错的消除来调控合金的加工硬化率。（4）Mn添加对Mg-4Gd-x Mn合金组织和性能的影响研究表明,Mn与不同加工工艺结合可以调节Gd在镁基体中的固溶度,从而优化合金的第二相形貌和性能。当Mn添加量从0增加至0.8 wt.%时,水冷铸造后Mg-4Gd合金中Gd的原子利用率(Gd固溶/Gd固溶+化合物)从61.5%降低至51.8%,第二相明显粗化且分布更为集中,第二相体积分数从0.35%增加至1.18%;均匀化处理后Mg-4Gd合金中Gd的原子利用率从73.8%增加至81.0%,针状第二相数量明显减少,颗粒相平均尺寸从2.14μm减小至0.70μm,第二相体积分数从1.84%降低至1.22%;热挤压后Mg-4Gd合金中Gd的原子利用率从72.3%提高至84.1%,然而合金中颗粒相的平均尺寸和第二相体积分数几乎不变。Mn添加对Mg-4Gd合金的Hall-Petch常数KH和KY均影响不大,而Gd的原子利用率增加会使得σ0值从14.54 MPa显著增加至34.25MPa。加Mn后,挤压态合金的耐腐蚀性能和力学性能均得到提高。挤压态Mg-4Gd-0.8Mn合金屈服强度和塑性提高的主要原因是晶粒细化和Gd在镁基体中固溶度的增加。（5）Gd元素对挤压态Mg-x Gd-0.8Mn合金有较强的晶粒细化作用,同时可以有效弱化基面织构。当Gd含量从0增加至6 wt.%时,合金的拉压屈服不对称性不断降低,其中CYS/TYS从0.851增加至0.996,SDE从-0.161增加至-0.003。拉伸和压缩模式下的Hall-Petch常数k分别为308.05和318.48 MPaμm-1/2,σ0分别为37.5和29.7 MPa。相比于挤压态Mg-Gd合金,挤压态Mg-x Gd-0.8Mn合金获得固溶强化增塑效果的极限Gd添加量减少,即4 wt.%减小至2 wt.%。挤压态Mg-x Gd-0.8Mn合金的耐腐蚀性能主要取决于晶粒尺寸和第二相尺寸。挤压态Mg-6Gd-0.8Mn合金耐腐蚀性能较好,其中失重速率和析氢速率分别为1.79±0.26 mg/（cm2·d）和1.39±0.18 ml/（cm2·d）。