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镁合金作为轻质结构材料,在汽车、通讯电子和航空航天等领域的应用正日益广泛。镁合金的密排六方结构使其塑性变形能力较差,限制了它的应用,通过合金化改性可提高变形镁合金的性能。其中,稀土作为重要的微合金化元素,对镁合金组织和性能影响显著,已成为变形镁合金研究的热点。为了提高变形镁合金的生产效率,降低其制备成本,扩大其应用,需提高镁合金热加工塑性和室温塑性,开发高塑性的稀土变形镁合金。本文通过在有良好热加工性能的ZM21合金中加入不同含量的稀土Nd元素,以期获得高塑性合金的优化成分,并研究Nd对ZM21合金组织和性能的影响规律与作用机制。通过半连续铸造获得不同Nd含量的铸锭,研究Nd含量对ZM21合金铸态组织、合金相种类及力学性能的影响和作用机理;研究了均匀化退火对合金组织和第二相的变化,以及不同Nd含量对挤压制品组织和性能的影响规律和作用机理。研究结果表明:Nd元素的添加使铸态合金晶粒平均尺寸增大,枝晶间偏析的第二相含量增多、变粗且越来越连续;随Nd的添加,合金中枝晶间偏析的化合物由ZM21合金中MgZn相转变为了大量Mg-Zn-Nd三元化合物T2相(（Mg,Zn）11.5Nd)和少量Mg12Nd相,在Nd含量增加到0.7%时,合金中三元化合物除大量的T2相外,还出现了少量的含Nd量高于T2相的T3相（（Mg,Zn）3Nd）;不同Nd含量铸态合金的抗拉强度和屈服强度值变化不大,分别在174185MPa和5458MPa之间,合金塑性随Nd含量增加而降低,在含量为0.5%Nd时,合金塑性最低,由17.3%降为13.0%;铸态合金的热压缩流变应力随Nd含量增加逐渐从51MPa提高到93MPa。铸态合金在经420℃×10h均匀化退火后,ZM21合金中的枝晶偏析已基本消除,随Nd含量增加,枝晶偏析消除程度逐渐减小;在添加0.1%、0.3%、0.5%Nd的合金中三元化合物除未完全固溶的T2相外,还出现了T3相;经400℃热挤压变形,合金晶粒尺寸随Nd含量增加不断细化,由37μm细化到21μm;挤压后合金中的相组成与均匀化退火后合金中的相组成相同;在Nd含量达到0.3%时,合金平行于挤压方向的基面织构明显弱化;相比于铸态合金,挤压态合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率有较大提高,分别提高到232253MPa、141173MPa和19.1%32.2%之间;在Nd含量增加到0.3%时,挤压态合金抗拉强度和屈服强度分别由248MPa降到235MPa,和167MPa降到142MPa;挤压态合金延伸率随Nd含量增加而提高,在Nd含量为0.5%时,延伸率最大,达到32.2%,显著提高了挤压态ZM21合金的塑性。