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镁是自然界分布比较丰富的金属元素之一，在结构金属中仅次于铝和铁，排在地壳常用金属元素的第三位，且在海洋中镁含量也十分丰富。面临金属元素趋于枯竭的今天，镁合金是仅次于钢铁，铝合金的新型金属结构材料，镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”，在汽车、航天航空、电子通信、生物工程、国防军事领域具有十分广阔的应用前景，因此加快镁及镁合金材料的的研究和开发具有重要意义，也是实现材料领域可持续发展的重要途径。Mg-Zn-Zr合金具有密度小，而且有高的比强度，在商用轻质结构材料中广泛采用，但是Mg-Zn-Zr合金也存在普遍的缺点，如热开裂倾向严重、耐蚀性差、高温抗蠕变性能差、对显微疏松敏感等。由于稀土元素具有细化组织、提高力学性能及耐蚀性、净化熔体的作用，在镁合金领域是一种重要的合金化添加元素，被认为是改善镁合金综合性能最有效的合金元素之一。 本课题以Mg-Zn-Zr合金为研究对象，添加稀土元素Nd后对Mg-Zn-Zr合金铸态、半固态组织及力学性能的影响。 实验结果发现，Nd含量影响共晶组织的数量、形态、大小及分布。Mg-Zn-Zr合金显微组织主要有a-Mg基体和MgZn2，ZnZr共晶相组成。随着Nd含量的增加，共晶组织由条块状向弥散状转变，且逐渐变得连续，呈网状分布，晶界由宽变窄，并出现稀土相Mg41Nd5。当Nd含量为达到0.6％时，晶粒变得最为细小达到46μm，其铸态抗拉强度为248.8Mpa，延伸率为14.6%。 选择力学性能较好的 Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金进行固溶时效处理，得到其最佳热处理工艺为：固溶处理410℃+20h，时效处理180℃+20h。热处理后其抗拉强度达到294Mpa,延伸率达到18.3%。断口分析表明，Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金的断裂方式主要有解理断裂和沿晶断裂。 结合力学性能的分析，对 Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金进行半固态等温热处理，研究了不同 Nd含量对半固态非枝晶组织的影响，结果表明，Nd能明显细化合金组织。并研究了温度和时间对半固态非枝晶组织的影响，结果表明等温温度影响合金存在的形式，等温时间影响合金的颗粒尺寸和分布。实得出Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金半固态等温处理的最佳工艺为：590℃+保温30min。其颗粒平均尺寸、固相率、形状因子分别为52.3μm，47%，1.3。并探究了Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金半固态组织的形成机理，其演变过程可以划分为枝晶组织的粗化—分离球化—合并长大。