由于当今社会对于减重、节能减排以及环境保护的要求越来越高,镁合金作为最轻的且可回收的金属结构材料,扩大其应用变得越来越迫切。但是经过了几十年的发展与研究,镁合金的低强度与较差的成形性能始终难以完全克服,因此限制了其广泛应用。稀土镁合金的开发使得高性能镁合金的制备与应用变得更加可能。然而,由于大量合金元素的加入,使得稀土镁合金的组织往往比较复杂,无论是固溶处理还是时效处理均会引起材料组织与性能的显著变化。选择合理的热变形与热处理参数是优化合金成形性能以及制备高性能镁合金的关键。为此,本文针对固溶处理对稀土镁合金热压缩和热挤压行为的影响、热旋压过程中的组织性能演化以及相应的强化机制开展了系统的研究工作,为稀土镁合金的高性能热加工提供了有益指导。首先,通过在350℃-500℃、应变速率为0.001s-1-1s-1范围内开展等温热模拟压缩试验,研究了铸态和固溶态Mg-6Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr的热变形行为。结果表明,当变形温度低于475℃时,随着变形温度的升高以及应变速率的降低,会促进固溶处理合金中析出γ’相,从而阻碍合金的再结晶过程以及晶粒的长大,使得固溶处理合金再结晶过程比铸态合金更缓慢。当变形温度升高到500℃时,固溶合金中不再析出γ’相,且固溶处理冷却过程中已经析出的γ’相对固溶合金再结晶过程的阻碍作用明显弱化。而铸态合金中破碎的第二相在高温变形时表现出较高的稳定性,促进了铸态合金高温变形组织稳定性,优化了铸态合金高温变形组织。固溶处理提高了合金组织均匀性,进而提高了合金的低温变形能力,但是固溶处理促进了合金高温变形失稳。固溶合金的优化热加工区间为390℃-440℃/0.001s-1-0.01s-1、440℃-465℃/0.01s-1-0.1s-1以及465℃-490℃/0.3s-1-1s-1。铸态合金的热加工区间为390℃-440℃/0.001s-1-0.01s-1、440℃-465℃/0.01s-1-0.1s-1以及465℃-500℃/0.03s-1-1s-1。其次,通过在不同挤压参数下（挤压温度为300℃、350℃和400℃,挤压比为9、16和25）的热挤压以及后续低温时效处理实验,研究了铸态和固溶态Mg-6Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr合金热挤压过程中的组织性能演化以及后续时效强化机制。结果表明,铸态合金和固溶处理合金均在较低温度和小挤压比挤压后具有最高的拉伸与压缩强度,此时合金组织为细小的动态再结晶晶粒与粗大的变形晶粒组成的双态组织。随着挤压温度的升高和挤压比的增加,固溶处理合金中再结晶晶粒表现出更高的长大速率而拉伸强度表现出更明显的降低。Mg-6Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr合金挤压后形成了取向为<0001>//ED（挤压方向）的异常的挤压织构。异常织构的形成的原因是高温以及稀土元素的存在促进了非基面滑移系的启动,因此,高温大挤压比挤压以及固溶处理使得异常挤压织构强度升高。低温挤压固溶合金+时效处理是制备高性能镁合金的有效手段。时效过程中β’相的析出会进一步提高合金强度。合金的主要强化机制为固溶强化、晶界强化和β’相位错剪切强化以及较低程度的织构强化。此外,低温挤压合金中变形晶粒内较高的应变能促进了合金在时效过程中的静态再结晶行为,从而使得合金也具有良好的塑性。再次,通过多道次热旋压试验以及时效处理,研究了固溶处理Mg-6Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr合金热旋压过程中的组织性能演化规律及强化机制。结果表明,该合金的最佳旋压温度范围为440℃-460℃。在旋压初期,由于减薄率较小,旋压管材内外层变形不均匀。随着旋压减薄率的增加,旋压管材再结晶体积分数增加,内外层组织性能趋于均匀。旋压四道次之后,随着旋压减薄率进一步增加,旋压管材组织进一步细化,使得合金性能进一步提高。旋压管材拉伸屈服强度与低温挤压合金相当。随后时效处理可以进一步提高旋压管材的拉伸性能。时效旋压管材的强化机制与挤压合金相似,为固溶强化、析出强化和晶界强化。由于旋压过程中多道次加热与变形促进了γ’相的析出,因此降低了合金的峰时效强度增量。最后,基于微柱压缩的纳米力学方法研究了Mg-RE合金中的主要析出强化相（β’相）对合金不同变形机制的影响。结果表明软基面取向稀土镁合金单晶压缩时,β’相的基面位错可剪切性促进了时效合金中滑移带的形成,因此几乎没有时效析出强化效果。在c轴与压缩轴几乎平行的单晶压缩时,基面滑移仍然为主要的变形机制。在该取向下,时效促进了锥面滑移系的启动,但是时效强化效果仍然较低。而在c轴与压缩轴垂直的单晶压缩时,固溶合金中柱面滑移系是主要的变形机制。时效析出导致固溶原子的脱溶,从而降低了拉伸孪晶的临界剪切应力,促进了时效合金中拉伸孪晶的激活。基于纳米力学结果,我们可以将多晶弱织构稀土镁合金中较低的时效硬化效果归因于基面滑移系剪切β’相引起的滑移路径的软化。