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Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金具有高强耐热稀土镁合金特有的优点,目前稀土耐热合金的研究主要是通过热模拟压缩实验,而其在扭转变形过程中的组织和性能演化鲜有研究。本文采用Gleeble-3500热模拟实验机的扭转单元对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金进行热模拟扭转实验,分析研究合金的高温扭转变形行为,建立热扭转过程中的热加工图,分析变形温度、应变速率以及应变程度对试样组织以及性能的影响规律。对热扭转过程中的动态再结晶行为作出预测,确定Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金发生动态再结晶的临界应变条件,并通过实验验证临界条件的准确性,进而确定动态再结晶动力学方程;确定不同变形条件下的动态再结晶机制。通过测定扭转变形后试样从心部到边缘部位的显微硬度,分析变形程度、变形温度、应变速率等对显微硬度的影响规律,并通过组织进行分析。经过均匀化处理后的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金扭转变形的等效应力-应变曲线呈现典型的动态再结晶特征,其峰值等效应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。利用等效应力-应变曲线绘制扭转变形的热加工图,确定其最佳变形条件范围,即440℃~480℃,0.001s-1~0.01s-1,而在350℃,1s-1条件下扭转时会有微裂纹产生,不利于加工变形。Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金扭转变形时边缘部位发生动态再结晶的临界应变与Z参数的关系:ε=3.76593×10-3Z0.08412,当合金的应变为求得的该条件下的临界应变时刚好发生动态再结晶,合金的动态再结晶动力学模型为:研究发现,经过扭转变形变形温度对动态再结晶机制起主导作用,应变速率和变形程度主要对动态再结晶体积分数有重要影响。400℃时,Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金主要发生连续动态再结晶(CDRX),当温度升高到450℃和480℃时,出现明显的晶界弓出和“锯齿”状晶界,主要动态再结晶机制为非连续动态再结晶(DDRX)。随着变形温度和距离心部距离的增加以及应变速率的降低,动态再结晶体积分数增加。晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,随应变速率的增加先减小再增大。经过扭转变形后的合金显微硬度值均高于均匀化态,随着距离心部越远,合金硬度值越大。随着变形温度的升高和应变的减小,合金硬度值减小。应变速率为0.01s-1时,在350℃~450℃温度范围内,显微硬度值相差不大;变形温度为450℃时,应变速率0.01s-1时合金硬度值最大。