随着航空航天和汽车等领域对轻量化需求的日益渐增，镁合金作为目前可应用的最轻金属结构材料，拥有广阔的应用前景。但密排六方的晶体结构，使镁合金在常温下的滑移系较少，表现为塑性变形能力较差，不利于加工及成形。目前大塑性变形技术已被证实是镁合金晶粒细化、改善组织均匀性及提高综合性能的重要途径之一。但传统大塑性变形技术通常需要反复、多次加载或处理才能达到预期效果，工序复杂、周期长且更难于实现工业化应用等瓶颈问题凸现出来。为此，本文提出了一种可将细晶制备工序融入到挤压工艺中的新技术——连续变通道直接挤压法。该方法通过在坯料和芯模之间增设一定数量及结构的过渡模而形成一个连续变化曲率的型腔通道，金属流经时受到类似“镦-拔-镦”的持续加载变形作用，剧烈剪切变形可使微观组织形貌和力学性能发生改变，在单道次内即可实现对挤出制品形/性的一体化调控。首先，研究了连续变通道直接挤压原理及工艺特点，以此为依据，设计和研制出所需的过渡模结构及形式，推导并建立了N阶过渡模的连续变通道直接挤压通用的累积应变量理论计算模型，证明了此技术在总挤压比不变情况下增加累积应变量的可行性；随后，以耐热镁合金ZM6为例，采用数值模拟和工艺实验相结合方法，经过渡模数量及结构对连续变通道直接挤压过程影响的研究结果表明，与常规挤压相比，增设过渡模挤压后连续的剪切变形使挤后制品的动态再结晶进行更加充分，达到深度细化晶粒尺寸的实效，抗拉强度也随之提高，挤出金属的变形流动均匀性明显改善，并降低了产生表面开裂缺陷可能性；通过不同过渡模结构及组合模式的调整可深度挖掘挤压工艺的细晶强化能力，如过渡模尺寸或模角等结构设计不合理时，在变通道型腔内侧易存在死区缺陷，这使相应阶段的实际变形量与较理论计算值要小些。最后，研究了铸态和挤压态ZM6镁合金连续变通道直接挤压后，分别进行固溶、时效及固溶时效处理后微观组织演变规律的研究结果表明，挤压态ZM6经时效处理后，在晶粒内部逐渐有连续析出相产生，并随着时效时间逐渐增多；而在固溶时效处理后，晶粒尺寸则明显增大。而随时间的增加，晶界处由少量不连续析出相出现，但增幅明显变缓。综上可知，连续变通道直接挤压工艺为大塑性变形技术真正实现工业化应用提供了实质突破的可能性，并为高性能镁合金挤压制品短流程成形技术的研究提供了重要的科学依据。