AZ31B镁合金具有低密度、高比强度、大弹性模量、较佳的导热性、优良的机械加工性能等众多优点,广泛应用于汽车、军工等众多领域。但塑性变形后的AZ31B镁合金的组织中由于存在大量形变组织,导致组织均匀性差,影响合金的综合力学性能。退火处理能够细化晶粒以及产生静态再结晶,消除或减少材料中存在残余应力、成分不均匀、组织不稳定等缺陷,从而提高镁合金的力学性能。本文对冷轧态AZ31B镁合金板材进行了完全退火、快速退火、及预拉伸后完全退火处理,并结合金相显微镜、扫描电子显微镜表征及单轴拉伸试验,分析了冷轧态及不同退火处理后AZ31B镁合金的微观结构及力学性能。主要研究内容和结果如下:1.对冷轧态AZ31B镁合金进行了150℃、300℃、450℃的完全退火处理,利用金相显微镜观察了冷轧态和退火后镁合金的微观结构,通过单轴拉伸试验测定了力学性能。结果表明:（1）在150℃下退火后,只有部分区域发生了再结晶。在300℃下退火后,晶粒尺寸均匀性提高,在450℃下退火后,在短时间内晶粒即出现异常长大现象。退火时间的延长略微改善了组织的均匀性但平均晶粒尺寸较大。（2）150℃下退火能够提高镁合金的强度,300℃下退火能够改善镁合金的塑性。退火温度对冷轧态合金板材的力学性能有着显著的影响。（3）150℃退火后试样的断口与初始态试样的断口相比,韧窝的数量明显增加,并且深度加深。而在300℃下退火及450℃下退火后试样的断口中存在少量的撕裂棱和河流状花样。2.对冷轧态AZ31B镁合金在450℃、475℃、500℃下分别进行0.5min和3min的快速退火处理,随后利用金相显微镜观察了冷轧态和快速退火处理后的微观结构,通过单轴拉伸试验测定了力学性能。结果表明:（1）经不同温度及时间的快速退火后试样的显微组织均是由等轴晶粒组成。快速退火0.5min可以使材料静态再结晶现象完全发生,随着时间延长至3min,晶粒选择性生长,出现晶粒异常长大现象。（2）不同温度下快速退火0.5min可使合金的屈服强度、抗拉强度、延伸率同步提高。快速退火处理3min后延伸率随着温度的增加而显著降低,但抗拉强度和屈服强度与轧制态合金试样相比仍然有提高。（3）经不同温度下快速退火处理0.5min后,镁合金的断口具有沿晶韧性断裂特征,随着退火时间的增加至3min,断裂表面呈现出更多的等轴和椭圆形凹坑,说明裂纹在较大的晶界处形核,随后合并长大。3.对冷轧态AZ31B镁合金沿轧制方向进行应变量为3%、6%、9%的预拉伸处理,随后在200℃退火4h和350℃下退火2h,随后利用金相显微镜和电子背散射衍射技术观察了微观结构,通过单轴拉伸试验测定了力学性能。结果表明:（1）预拉伸后合金经过200℃下退火后,微观组织中产生的再结晶尺寸较小,此时主导再结晶的因素为基底滑移和孪晶。随着退火温度提高至350℃,合金晶粒内部的储能大量释放,导致再结晶过程中出现大量的晶粒异常长大现象,并且随着应变量的增加,晶粒尺寸不断增大。（2）200℃下退火能够在保留预拉伸合金高强度的同时,明显改善合金的塑性。但在350℃下退火后,由于退火温度的升高导致预拉伸合金的储能被大量释放,且消耗了部分已存孪晶,导致合金强度下降。（3）预拉伸合金试样经200℃退火后,断口中没有椭球状析出物的产生,对合金晶界的滑移阻力较小。经350℃退火后,断口中韧的椭球形析出物也有所增多,析出物增加了对合金中位错的阻碍能力,可导致更多裂纹源产生。