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Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金在热处理、变形和时效过程中会形成LPSO相,使其具有超高强韧的力学性能和耐热性能,而在越来越多的领域需要镁合金的这些性能,使得该系列合金受到了越来越广泛的关注。因此,针对Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金的强韧性研究对于该合金广泛应用有着重要意义。本文以山西省银光镁业提供的Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr镁合金为研究对象,对材料进行了不同温度、不同时间的固溶时效热处理,采用光学显微镜、扫描电镜观察分析了其微观组织,使用XRD衍射仪对物相进行了分析,显微硬度测试仪测试了材料的显微硬度,静态拉伸机测试了材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率。研究了热处理工艺对挤压态材料显微组织演变和力学性能的影响。并通过Minitab软件基于中心复合设计法对材料的热处理工艺进行了模型构建和响应优化,确定了最佳的热处理方案并进行试验验证。研究结果表明:（1）Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr镁合金挤压态合金中中主要物相为α-Mg基体和LPSO相,固溶后材料中的主要物相没有改变。在低温固溶过程中,固溶强化和晶粒粗化共同对合金的硬度起作用,当固溶强化起主要作用时,合金硬度提高,当晶粒粗化占主导作用时,合金硬度降低。高温固溶过程中,保温时间小于7h,固溶强化和晶粒粗化共同影响合金的性能,晶粒粗化作用大于固溶强化作用,7h到13h之间,固溶强化、第二相强化和晶粒粗化共同作用,第二相强化起主要强化作用并占据主导地位,保温时间大于13h,晶粒粗化占主导作用,合金硬度降低,固溶温度为490℃、时间为13h时,硬度值最高。（2）Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr镁合金时效态合金中主要物相为α-Mg基体和LPSO相和时效后析出的Mg5（Gd,Y,Zn）。时效过程中,析出强化和和晶粒粗化共同决定合金硬度值,析出强化占主导作用时,硬度提高,晶粒粗化占主要作用时,硬度降低。时效时间为24h、温度为225℃时,硬度值最高。（3）优化后的Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr镁合金最佳热处理工艺为:固溶温度为491℃、固溶时间为13.9h、时效温度为229℃、时效时间为24.3h,对应的预测响应变量应为伸长率10.60%、屈服强度270.25MPa、抗拉强度363.01MPa。使用预测的最佳工艺进行热处理后,发现材料的拉伸力学性能指标均在预测区间内,证明模型的预测是有效且准确的。（4）Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr镁合金经过510℃×18h均匀化处理,真变形为2.097的挤压变形后,再经过固溶温度为491℃、固溶时间为13.9h、时效温度为229℃、时效时间为24.3h处理后,力学性能由抗拉强度187MPa、伸长率3.9%提高到了抗拉强度370MPa、伸长率10.8%,合金性能有了很大提升。