密排六方晶体结构的镁合金，由于强度低，塑性差，限制了其结构件上的广泛应用。晶粒细化及合理控制强化相的形态、分布是改善其强塑性的有效途径。转角挤压技术是一种强应变塑性变形技术，可以细化组织，提高性能。目前广泛使用的等径角挤压(ECAP)细化技术由于其成本高，效率低，难以实现工业化。本文提出了一种新型的镁合金强塑性变形技术，就是将挤压比概念引入ECAP技术中形成新型的镁合金复合细化理论技术(UCAP)，实现进一步提高镁合金强塑性的目的。本文以两类代表性镁合金Mg-A1-Zn系(Mg-7.5Al-0.85Zn)、Mg-Zn-Zr-Y系(Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr)合金为研究对象，结合对比ECAP和UCAP挤压技术，采用金相分析、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析、X衍射分析(XRD)、差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)、Gleeblel500热-力学模拟试验机、力学性能测试等试验手段，系统地研究了镁合金在不同应变速率及不同温度下的流变性能、微观组织及合金的热变形行为以及变形过程中的变形机制，并构建了镁合金材料本构方程，应用Deform-3D塑性有限元软件对镁合金UCAP挤压成形过程中等效应力场、等效应变场和挤压力进行计算机模拟分析，并通过实验验证模拟结果的正确性；同时自行设计制造了带有预热装置的ECAP和UCAP挤压实验模具，研究了铸态及不同道次ECAP态、不同温度UCAP态及UCAP+ECAP二次挤压态镁合金的微观组织，力学性能，揭示了镁合金在强塑性变形过程中的组织演变规律及其力学性能的内在联系，为制备性能优异镁合金提供了详细的实验数据和理论依据，主要研究内容和结论如下：(1)系统分析和比较了不同变形条件对铸态Mg-7.5Al-0.85Zn和Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr两种镁合金高温单向压缩变形行为的影响。在高温自由压缩过程中，两种合金的流变应力随变形温度和应变速率的不同呈现出不同的形态，且不同程度上表现出了动态再结晶的特征，真应力对温度和应变速率的变化都很敏感，表现为正应变速率敏感材料，各曲线中都是应力随着应变的增大先增大后降低，且在相同应变速率下，应力随着温度的升高而降低，达到峰值应力后试样断裂或流变应力进入稳态阶段；相同变形温度下，材料的峰值应力和稳态应力随应变速率的增大而增大，并分析得到两种镁合金在高温塑性变形时的本构方程，合金元素Y的加入降低镁合金的堆垛层错能，阻碍位错聚集，增加位错高温攀移倾向，使Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr系合金的变形激活能呈现增大的趋势为242KJ/mol，相同条件下铸态Mg-7.5Al-0.85Zn合金变形激活能为181KJ/mol，并采用热加工分析Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr合金的最佳变形条件为温度350℃-400℃，应变速率小于0.05s-1。(2)铸态Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr镁合金不同热压缩变形条件的组织表现出不连续动态再结晶的特征，低温低变形量小时，出现粗大拉长的变形组织，滑移明显可见，孪生起主导作用，高温时晶粒内部形成了锯齿状特征的几何动态再结晶组织。(3)利用Deform数值模拟软件对UCAP剪切挤压变形过程中的挤压力和等效应力、等效应变分布分别模拟。结果表明，在所有挤压的参数中起着关键作用的挤压温度和挤压比影响着应力应变的分布和挤压力的大小；在挤压转角处的应力、应变分布最集中，等效应力、等效应变、挤压力随着挤压比的增大而增大，同时挤压力、等效应力随着温度的升高而减小，等效应变随温度的变化不大。整个模拟过程为实际UCAP挤压工艺参数选择提供一定的理论参考价值。(4)研究分析了ECAP对Mg-7.5Al-0.85Zn合金的微观组织和力学性能的影响变化规律和作用机理。ECAP具有显著的细化晶粒作用，随挤压道次增加，挤压合金的平均晶粒尺寸逐渐减小，尤其在1道次挤压细化能力最强，但组织不太均匀。Mg-7.5Al-0.85Zn合金重熔后原始晶粒尺寸为145μm左右,在温度285℃时实现了无裂纹ECAP挤压。在4道次后的挤压，晶粒基本呈等轴晶，细化均匀性增加，平均晶粒为1.5～3μm，随着挤压道次的继续增加，晶粒粗化，大角度晶界比率增加。细化机制可归结为β相与基体界面处的位错聚集的相溶和ECAP的纯剪切共同导致的动态再结晶机制。β相限制了α-Mg基体的动态再结晶速率，且挤压过程中碎化的β相在α-Mg基体上析出，容易获得细小组织，使Mg-7.5Al-0.85Zn镁合金的组织得到了改善，力学性能得到了提高，拉伸断口形貌由铸态的脆性解理断裂转变为韧性断裂特征。与铸态Mg-7.5Al-0.85Zn镁合金相比，抗拉强度从180MPa提高到306MPa，提高了42%，延伸率由4.7％提高到15.8％，挤压4道次后硬度达到最大值142HL，比铸态Mg-7.5Al-0.85Zn镁合金的硬度91HL提高了36%。(5)研究分析对比了UCAP对Mg-7.5Al-0.85Zn合金的微观组织和力学性能的影响变化规律和作用机理。UCAP变形挤压只有在1道次的情况下随挤压温度的降低同样具有显著的细化晶粒作用，挤压温度成为UCAP变形过程中最为关键及容易控制的因素，Mg-7.5Al-0.85Zn合金无需重熔可以获得不开裂的UCAP挤压。合金室温合金的室温强塑性得到综合改善。UCAP挤压温度为250℃时平均晶粒尺寸为5.5μm，晶粒变得更加致密细小，抗拉强度为350MPa，延伸率为14%，优于ECAP的四道次挤压。UCAP晶粒变形细化机制归结为墩粗变形过程时引起的晶粒破碎及转角区的纯剪切和挤压变径区破碎和UCAP变形过程中在剪切挤压应力的作用下发生的动态再结晶；位错聚集高能区域产生大量的新晶核，在晶粒内部实现了重排、合并与转动形成新的晶粒，从而促使镁合金得以细化。UCAP+ECAP二次变形由于初始晶粒度差异更能进一步细化晶粒，获得优异的综合性能。(6) Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr合金的大塑性挤压UCAP又不同于Mg-7.5Al-0.85Zn合金，在UCAP挤压过程中，Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr合金中析出耐高温的硬脆相质点I相和w相，其细化机制为剪切挤压应力的机械剪切机制。基体晶粒也得到了不同程度的细化，在经一次UCAP挤压表现出高的屈服强度和较差的塑性，挤压温度为300℃时平均晶粒尺寸为6.3μm，抗拉强度为290MPa，延伸率为9.1%。在二次挤压过程中，由于晶粒的进一步细化，平均晶粒尺寸达1.5μm第二相粒子弥散分布在Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr合金中，获得抗拉强度为350MPa，延伸率为18%的优异性能。