金属镁及其合金材料作为目前最轻的一种结构材料,具有密度低,高比强度、高比刚度、优良的阻尼、防磁、屏蔽以及散热等众多优点,被广泛应用于航空航天、汽车、电器及电子通讯等行业。目前镁合金产品以铸造品为主,若对镁合金进行挤压、轧制等变形加工,其机械性能会大幅度提升。然而镁合金材料在室温条件下的变形能力较差,因此通常在中温或高温条件下对镁合金进行变形加工。平面应变压缩实验可以很好地模拟轧制过程,避免轧制过程中轧板受力不均匀等问题,减少由此产生的板材厚度不一等现象。本文选取常见的AZ31镁合金材料作为研究对象,在温度分别为300℃及400℃,应变速率分别为10s^-1,80s^-1和160s^-1的条件下,对铸态AZ31镁合金板材进行平面应变压缩测试,运用光学金相显微镜和配备电子背散射衍射探头的扫描电子显微镜对经平面应变压缩测试样品的靠近和远离裂纹边缘区域的孪生和再结晶进行标定和分析,探讨温度和应变速率对AZ31镁合金中孪生及再结晶行为的作用机制,明确孪生和再结晶行为与宏观应力应变曲线的关联性。论文得到的主要结论如下:（1）在400℃下,由于应力局部集中的原因,靠近试样裂纹边缘区域的晶粒内的孪生比远离裂纹边缘区域的晶粒内的孪生更加活跃。在靠近裂纹边缘区域的晶粒内部,因为{10-11}-{10-12}双孪生（DTW）大量地生成,由其所诱导的孪生动态再结晶（TDRX）在原双孪生基础上形成了具有光滑边界的项链状结构。并且随着应变速率的增大,孪生的数量也逐渐增多,孪生的应变速率敏感性非常显著。除孪生外,孪生动态再结晶也表现出了速率敏感性,在应变速率为80S^-1和160S^-1这种较高应变速率条件下,材料内部的流动应力也随之增大,孪生动态再结晶变得更加活跃。应力-应变曲线显示出平面应变压缩实验的失效应变是先随应变速率增大而减小后随着应变速率增大而增大的,这种现象很大程度上取决于孪生诱导的硬化和孪生再结晶（TDRX）诱导的软化之间的竞争。因此,通过控制应变速率可控制孪生与再结晶之间的竞争机制。（2）在300℃下,平面应变压缩试样中孪生同样展示出显著的应变速率敏感性。由于局部应力集中,在靠近裂纹的区域以及材料裂纹尖端的区域内的孪生再结晶也比远离材料裂纹区域内的孪生再结晶更加活跃,并同时展现出与孪生相同的应变速率敏感性。孪生再结晶除具有应变速率敏感性之外,与温度也密切相关。由于在300℃的条件下试样中的流动应力更高,而更高的流动应力促进了孪生再结晶过程,这一过程有效地细化了晶粒。因此300℃相对于400℃更利于孪生再结晶的生成,显著地提高了AZ31铸态镁合金的塑性加工能力。孪生再结晶是粗晶镁及其合金中的一种重要的再结晶模式,是细化晶粒、释放应力集中和延续塑性变形的关键机制,应变速率和温度皆可非单调地影响镁合金材料中的孪生再结晶。因此研究粗晶粒内孪生及孪生再结晶的温度及应变率敏感性可进一步揭示粗晶镁及其合金的塑性变形微观本质,为变形工艺提供定量依据。