含长周期有序堆垛结构（LPSO）的Mg-RE-Zn系镁合金由于克服了常规镁合金绝对强度低、塑性差的缺点而有望大范围应用在汽车、电子产品等领域。其中,Mg-Gd-Zn系合金具有独特的微观结构和优越的力学性能,引起了研究者的广泛关注。然而,铸态Mg-Gd-Zn合金很少或几乎不存在LPSO相;而经固溶处理后,晶界上析出的块状LPSO相粗大且难以破碎,严重影响合金的力学性能。对此,本文采取磁悬浮熔炼结合石墨坩埚铸造工艺,通过添加Ca及复合（Ca/Al）在铸态Mg-Gd-Zn合金中形成大量18R-LPSO相;同时对合金进行固溶和热挤压处理,细化和均匀化组织。本文探究了合金中LPSO相与β-（Mg,Zn）₃Gd相的转变规律;并对比研究了不同含量的Ca及（Ca/Al）复合添加对挤压态Mg-Gd-Zn合金的微观组织和力学性能影响。研究结果如下:（1）Ca元素添加量的不同,铸态Mg_83.65-x Gd₁4.02Zn₂.33Ca_x合金形成了不同的共晶组织。当Ca含量小于0.5%时,合金晶界处形成了（a-Mg+β-（Mg,Zn）₃Gd）共晶组织;且随着Ca含量的增加,共晶组织由网状结构向粗大的鱼骨状结构转变;当Ca含量增大到1.0%时,合金晶界组织转变为（a-Mg+β-Ca2Mg6Zn3）共晶组织及少量（Mg,Zn）₃Gd相。（2）固溶态Mg_83.65-xGd₁4.02Zn₂.33Ca_x合金组织由a-Mg基体、晶界处块状LPSO相和晶内层片状的14H-LPSO相、少量（a-Mg+β-（Mg,Zn）₃Gd）共晶相组成。ca的加入促进了合金晶界上的网状β-（mg,zn）3gd共晶组织向块状LPSO相的转变。固溶处理也促进大量弥散分布的14H-LPSO相从α-mg基体析出。（3）相比于单一添加ca元素,Ca/Al复合添加能导致铸态Mg-Gd-Zn-（Ca/Al）合金中β-（mg,zn）3gd晶界共晶相直接转变为LPSO相。复合（Ca/Al）含量为0.65%时,合金中的LPSO相面积分数达到最大值（32.2%）。铸态Mg-Gd-Zn-（Ca/Al）合金的微观组织主要由α-mg基体、晶界上块状的18R-LPSO相和晶内精细条状的14H-LPSO、极少量（mg,zn）3gd相组成。当（Ca/Al）含量达到1.30%时,组织中有新的颗粒状Al-2Gd相生成,颗粒状Al-2Gd相会抑制LPSO相的析出。铸态Mg-Gd-Zn-（Ca/Al）合金的中LPSO相的形成与冷却速度有关,冷却速度越慢,越有利于LPSO相的析出。（4）Mg-Gd-Zn-（Ca/Al）合金经不同时间固溶处理（500℃）后,晶界上的块状18R-LPSO相逐步发生溶解、部分转变为细条状的14H-LPSO相。（5）经热挤压变形后,晶界上的块状18R-LPSO相扭折破碎,在其周围伴随有不同程度的动态再结晶现象发生;同时大量层片状14H-LPSO相从α-mg基体内弥散析出;共晶组织和Al-2Gd相被挤压破碎成弥散分布的小颗粒。弥散分布的小颗粒相、细小的动态再结晶晶粒和碎小的具有强韧性结构的LPSO相共同作用,强化合金的力学性能。固溶处理后挤压态Mg₈3.15Gd₁4.02Zn₂.33Ca₀.5合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到380mpa、345mpa和11.0%,综合力学性能显著提高。而铸态直接挤压的Mg_83.00Gd_14.02Zn_2.33（Ca/Al）₀.65合金的综合力学性能也明显提升,抗拉强度达360mpa,屈服强度324mpa,延伸率7.1%。