Mg-Gd-Y-Zr（GWK）合金是目前最有潜力广泛应用于航空航天领域的新型高强耐热镁合金系之一。目前的研究多致力于通过合金化、改进工艺等实现强度的进一步提高或对综合力学性能的改善,而要实现该合金系在可能经历复杂服役条件下的航空航天件上的成功、成熟应用,必须全面考察该合金在各种内、外部条件下的力学行为及规律,但总体来说,这方面的研究较少,尤其是在铸造合金的塑性变形机制方面缺少系统深入的研究。本文首先系统地研究了Gd/Y比、应变速率和加载方式对GWK合金室温力学行为的影响规律。研究结果表明,对于高稀土含量的Mg-Gd-Y-Zr合金,Gd、Y总量相等时（13wt.%）,固溶态样品的室温拉伸塑性随着Gd/Y比的降低而显著降低。不同时效条件下,析出相体积分数和析出相间距分别是决定该类合金屈服强度和塑性的关键参数,析出相体积分数相同时,屈服强度相同,沉淀析出相间距越小,室温拉伸塑性越差。研究了应变速率对GW103K合金组织和力学行为的影响,研究结果表明,室温下,在准静态应变速率范围内(10^-5-10^-1s^-1)固溶态和时效态Mg-Gd-Y-Zr合金的室温拉伸塑性均表现出与应变速率正相关的反常特性。究其原因,稀土元素可降低非基面滑移临界剪切应力并抑制{1012}孪生,结合高应变速率下位错快速塞积引起的晶界处局部高应力,导致非基面滑移尤其是锥面<c+a>滑移显著激活,促使基面滑移的非Schmid因子行为,以及多滑移和交滑移大量发生,保证合金具有良好的加工硬化和应变协调能力。通过比较GW103K合金的拉伸和压缩组织和力学行为,发现铸造Mg-Gd-Y-Zr镁合金不存在拉伸和压缩屈服不对称性。相比于拉伸,室温压缩时软性系数α=2,具有更高的最大切应力,孪生显著发生,成为主要的协调变形机制,合金的室温压缩塑性与应变速率无关。本文还研究了 GW94K合金的中高温力学行为,发现了其与应变速率无关的中温拉伸塑性下降行为。与稀土元素偏聚有关的晶界局部沉淀析出,是导致中温（350℃）晶界脆化,出现塑性下降的原因。在初始组织中引入大量拉伸孪晶片层可以有效消除这种中温塑性下降现象,并且能够显著提高该合金的中高温塑性使其具有超塑性。孪晶组织在高温拉伸前的短时保温过程中发生完全静态再结晶是后续发生动态再结晶、表现出超塑性的决定性因素。该孪晶超塑性变形机制以滑动控制的位错蠕变机制以及晶界滑动为主导。综上所述,本文通过对新型高强耐热GWK合金的组织和力学行为的全面系统的研究,补充了该合金系的力学性能数据库,揭示了该合金在不同变形条件下的变形机制,为实现其组织和力学性能的调控提供了理论基础。