本文采用累积叠轧工艺（ARB）制备Mg/Al多层复合板材，研究不同厚度比的纯铝板和纯镁板对Mg/Al多层复合板材的微观组织、Mg/Al界面、力学性能的影响，由此选择出最佳厚度比制备出的Mg/Al多层复合板材。采用退火处理工艺，分别研究退火温度和退火时间对Al/Mg/Al三明治板、ARB变形1道次和2道次Mg/Al复合板材的微观组织、Mg/Al界面、力学性能的影响。采用光学显微镜、扫描显微镜、X衍射分析分别Mg层宏观，微观组织演变，Mg/Al界面结构；采用拉伸测试、界面剪切测试和硬度测试研究ARB变形Mg/Al复合板材的力学性能；并且深入研究了细化机制、强化机制、扩散机制和变形断裂机制。在室温条件下，采用累积叠轧工艺制备不同厚度比纯铝板和纯镁板的Mg/Al多层复合板材，Al/Mg/Al三明治复合板材的界面平直，结合较好，ARB变形3道次后，采用0.4mm厚纯铝板材制备的Mg/Al复合板材的Mg/Al界面平直，只是在中心区域Al层出现了局部颈缩。Mg层晶粒出现双尺寸结构，大尺寸晶粒分布于未剪切区域，小晶粒尺寸分布于剪切区域。ARB变形1道次后，晶粒发生了明显的细化和均匀化，随ARB变形道次增加，晶粒细化程度不明显，晶粒分布更加均匀。随着ARB变形道次的增加，Mg/Al复合板材抗拉强度和屈服强度也逐渐上升，各向异性明显，Mg层和Al层硬度随着道次的增加也逐渐上升，断裂之后呈现典型的韧性断裂特征。Al/Mg/Al三明治复合板材采用相同时间60min，不同温度退火处理，Mg层晶粒平均尺寸先变小，后增大，原因是发生了再结晶和再结晶晶粒长大现象。采用相同温度200℃，不同时间退火处理，Mg/Al界面扩散层厚度随着退火时间的增加而逐渐变宽，但是未出现明显的扩散梯度和金属间化合物。在退火温度250℃，退火时间60min下，Mg/Al界面出现了扩散梯度和金属间化合物，分别是Al₃Mg₂和Al₁₂Mg₁₇，靠近Al一侧为Al₃Mg₂，靠近Mg一侧为Al₁₂Mg₁₇，界面区还存在两种固溶体Al（Mg）和Mg（Al），存在三个界面Al（Mg）/Al₃Mg₂,Al₃Mg₂/Al₁₂Mg₁₇和Al₁₂Mg₁₇/Mg（Al）。扩散生长方式是抛物线生长。研究发现，经过退火温度为200℃，退火时间为60min后，Al/Mg/Al三明治复合板材的抗拉强度和屈服强度，Mg/Al界面剪切强度最高，综合性能最佳，原因主要与晶粒的细化和均匀化程度有关，同时也与Mg/Al界面的扩散程度有关。经过温度250℃60min退火处理后，在ARB变间断的界面反应物层，在ARB变形2道次后的Mg/Al界面出现了明显的连续界面反应物层，扩散层中金属间化合物分别是Al₃Mg₂和Al₁₂Mg₁₇。ARB变形道次增加，变形量也逐渐增加，储存能逐渐增加，促使Al原子和Mg原子更加快速扩散，是导致产生这种差异的主要原因。ARB变形1道次和2道次的Mg/Al复合板材在经过温度250℃，时间60min退火处理后，Mg层和Al层的硬度值发生了明显的下降。原因主要是Mg/Al界面产生了Al₃Mg₂和Al₁₂Mg₁₇，这两种金属间化合物是高脆硬质相，严重影响着材料的强度、硬度和延伸率。