镁及其合金是目前最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定、易回收等优点,在航空、航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业已有多年的应用历史。但是由于镁合金是密排六方结构,可开动的滑移系比面心立方和体心立方金属的少,使得镁合金的室温塑性较低,降低了成形能力,大大限制了变形镁合金的推广应用。目前对于变形镁合金的研究大多集中于挤压和轧制这两种变形方式,而对于锻造这种瞬时变形方式,却研究甚少。本文通过对镁合金在室温和加热状态下进行镦粗变形来研究不同温度下的塑性变形机理,并通过对室温变形后退火的研究来寻找改善材料机械性能的途径。实验材料为铸态AZ31镁合金,实验分为室温与加热状态两部分:第一部分,首先在室温下对试样进行不同变形量(2.5%～15%)的镦粗变形,观察其微观组织,进行X衍射分析和透射电镜实验。然后将不同变形量的试样在不同温度下保温不同时间进行再结晶退火。观察各个试样的微观组织,测量硬度和晶粒尺寸的变化,获得变形量、退火温度和保温时间对AZ31镁合金组织性能的影响规律。然后对变形量为10%的退火试样进行压缩破坏实验以测量不同退火条件下的机械性能。第二部分,首先将试样在不同温度(180℃～500℃)下镦粗变形15%;再在400℃下对试样进行不同的镦粗量(7.5%～20%)的变形。再观察各个试样的微观组织,测量其晶粒尺寸,得出加热状态的墩粗变形规律。然后对变形量为15%的试样进行压力破坏实验以测定在不同变形温度下的机械性能。研究结果表明,AZ31镁合金室温下锻造产生大量孪晶,变形方式以孪生为主,且随应变量的增加,孪晶量明显增加。退火温度、保温时间和变形量是影响再结晶的重要因素。随着退火温度的升高,再结晶过程加快;且再结晶在孪晶界和原始晶界形核并长大。退火后试样的加工硬化消除,再结晶试样的晶粒明显细化,变形后产生的孪晶量越多,细化的效果越好。退火后的冷锻变形试样,其机械性能相对铸态有很大的提高。在热锻过程中,当温度为400℃时,变形量大于7.5%才发生动态再结晶,随着变形量的增加,再结晶晶粒量也增加。当变形量为15%时,温度大于350℃时才发生动态再结晶,再结晶量随温度的升高而增加。动态再结晶机制属于基于孪生的动态再结晶。