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镁合金具有高比强度、比刚度，良好的导热性和电磁屏蔽性等优点，广泛应用于汽车制造、电子产品、生物医药等领域，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。但由于镁合金的基础热力学数据缺乏、显微组织与性能之间的关系研究不足，导致了其发展潜力和实际应用之间存在着较大的差距。本论文以Mg-Gd-Er合金为研究对象，对Mg5Gd相进行了基础热力学计算，结合形核动力学分析，研究了冷却速度及Zr元素对合金显微组织及力学性能的影响规律。 论文主要研究内容与结果如下: 利用差热分析的方法获得了Mg-Gd-Er合金富镁角不同成分合金的相变温度、相变焓等基础热力学数据;采用Miedema混合生成焓模型与Toop非对称几何模型，计算了Mg5Gd相的标准摩尔生成焓，从理论上验证了Mg5(Gd，Er)相的存在。 以Mg-8Gd-1Er(GE81)合金为研究对象，获得了冷却速度与合金显微组织及力学性能之间的关系，得出晶粒密度（Nv）、二次枝晶臂间距(SDAS)及屈服强度（σ0.2）与冷却速度(v)之间的定量关系为:Nv=1.1135×1012exp(-46.8344/(13.5664v+6.9655));SDAS=40.8494v-03485;σ0.2=222.9941-11827.8906/(1+exp(v+4.4275))。随冷却速度由0.23K·s-1增加到3.88K·s-1，合金平均晶粒尺寸由361μm减小到124μm，分析认为，冷却速度增加导致的合金屈服强度的提高更多的来自第二相强化。 研究了Zr元素与GE81合金显微组织及力学性能之间的关系。形核润湿角的计算表明，与不加Zr元素相比，加入Zr元素使初晶相α-Mg的异质形核润湿角由11.2°降低为6.8°，异质形核激活能减少了86.6％，因此加入Zr元素能够显著细化合金晶粒。显微组织研究表明，添加0.1wt.％的Zr元素使合金平均晶粒尺寸由152μm减小到70μm，晶粒细化效果显著，这与形核润湿角计算得出的规律一致;随Zr元素含量由0.1wt.％增加到0.5wt.％,平均晶粒尺寸仍有略微减小，减小了16μm。力学性能测试表明，添加0.1wt.％的Zr元素使合金屈服强度增大了12.3MPa，随Zr元素含量由0.1wt.％增加到0.5wt.％，屈服强度只增大了5.9MPa，分析认为，Zr元素添加导致的合金力学性能的提高主要是细晶强化机制的影响。