目前镁丝棒材主要通过铸造或挤压两种方法生产。但铸造镁材力学性能和表面性能差，镁挤压生产效率低，急需开发新型镁丝棒材成形工艺。由于其经济性及对性能的明显改进潜力，旋锻成为一种及有应用前景的镁丝棒材成型工艺。但目前有关镁旋锻工艺的研究很缺乏。 旋锻工艺特有的脉冲加载及多向加载方式中各场量的分布、变化过程及其影响的研究还未见报导。旋锻工艺参数对其产品的表面粗糙度、表面裂纹、显微组织等影响很大，但这方面的定量研究也未见报导。 本文首先分析了纯镁在150～300℃、动态加载条件下的流变本构关系及塑性变形机制，作为旋锻工艺研究的基础。然后对工业上常用的方坯及圆坯旋锻变形过程进行有限元模拟，分析了旋锻工艺脉冲加载及多向加载方式下各场量的分布及变化过程：讨论了这种分布及变化过程对镁的可加工性、旋锻镁材质量的影响；得到了镁旋锻工艺参数与旋锻镁制品的表面裂纹、表面粗糙度、显微组织、旋锻机受力的关系，进而获得了镁旋锻合理工艺参数的确定原则。研究了旋锻镁材的力学性能及其影响因素。结果表明： 纯镁在T≤2000℃、0.01～10s<-1>变形时，出现了大量变形孪晶及剪切破坏行为，为不稳定流变。在2500℃≤T≤300℃变形时，为避免不稳定流变行为(显微组织中的大量孪晶)，应变速率应小于10s<-1>。在250-300℃的温度范围内，Friedel-Escaig交滑移机制是镁塑性流变的控制机制。 旋锻工艺脉冲加载及多向加载历程中各场量的分布、变化过程及对镁塑性变形能力、旋锻镁材组织性能的影响为：各节点等效应变随时间呈阶梯状逐步增加，旋锻过程中镁的总应变量是通过多次小变形实现的，这有利于低塑性材料的变形。应力随时间呈脉冲似的周期变化，脉冲最高点是锻模闭合对棒料进行锻打的时间，此时各应力组分均为压应力并且应力三轴度很低，这有利于镁成形极限的提高。在锻模张开，棒料送进阶段，局部塑性变形生热可以通过热传导、对流、辐射等方式扩散，因而旋锻变形温升不显著，这有利于产品晶粒细化及力学性能的提高。 方坯开坯旋锻时，棱边节点轴向残余应力σ，为拉应力，并远大于其余方向的残余应力分量，是造成后续道次表面横向微裂纹的基本原因之一。方坯开坯旋锻不可能使组织完全为动态再结晶组织。 研究了镁圆坯单道次旋锻工艺参数与旋锻镁制品质量间的关系。结果表明，旋锻镁材中是否会保留铸态组织，受圆锥进料角α、径向压下量AR的影响，与其它工艺参数无关。随初始旋锻温度T<,initial>，的升高旋锻镁材中变形孪晶分布减少，当径向压下量大于某临界值时，旋锻镁材中会出现孪晶，其余工艺参数对孪晶的出现没有影响。晶粒尺寸随AR的增大而减小，随T<,initial>的升高而增大，不受其余工艺参数的影响。锻件表面粗糙度随T<,initial>的增加而增大，随AR及轴向送料速度V<,ax>的增大而呈抛物线关系增大，随tg(α/2)的增大成直线关系增加。锻模所受径向压力随AR的增加和tg(α/2)的减小而呈指数关系增长，并随T<,initial>的增大而减小。 具有动态再结晶组织的旋锻镁材的σ<,0.2>比挤压镁材高66～73MPa。旋锻镁材的Petch斜率k为12.5，比挤压及轧制态的k值高。细晶强化及亚结构强化是旋锻工艺提高镁材强度的主要原因。如果旋锻过程中纯镁发生了非稳态流变，则其产品显微组织中会含有大量孪晶，拉伸时局部穿晶断裂会延孪生区域发生，因而延伸率低。 模拟所得旋锻前后镁材的温度、镁材旋锻后的尺寸、表面粗糙度、显微组织、塑性流变稳定性与实验结果吻合良好。