到目前为止,对如何成形出晶粒尺寸均匀、机械性能良好的镁合金加工件的方法还未有论述。传统的加热方式由于加工过程中摩擦热的产生及模具和工件向外界散热的影响,工件加工完成后其内部晶粒尺寸大小不一,这必然对工件的机械性能产生一定影响。如何通过控制模具温度和试件的变形温度来成形机械性能良好的工件是本课题研究的主要特色。解决问题的关键在于计算机模拟与实验的紧密结合,进行多次实验,在实验中进行规律性的总结。本文研究解决的主要内容如下:(1)针对再结晶软化与加工硬化对材料应力应变关系的影响,提出了新的流变应力模型,并依据连铸AZ31镁合金的压缩实验曲线回归得出了更加适用于连铸AZ31镁合金的流变应力模型。(2)采用MSC. SuperForm有限元软件,并利用修正的Yada模型及修正的流变应力模型模拟了连铸AZ31镁合金反向温度场挤压变形过程中不同变形条件下的微观组织演变规律。(3)设计、加工了挤压模具和试件,并根据模拟的相关数据确定了实验方案,进行挤压试验,观察变形试件的金相组织。实验表明连铸AZ31镁合金反向温度场挤压时模具最佳温度为300℃,试件温度为250℃,挤压成形后挤压件内部组织比较均匀。(4)通过实验确定了镁合金反向温度场挤压塑性变形过程中微观组织的变化规律。实验表明模具与试件间温度差不同,得到挤压件内部的组织均匀性不同。坯料温度一定时,模具温度越高,挤压成形件横截面边缘部位的晶粒尺寸和中间部位的晶粒尺寸越接近。模具与坯料温度差一定时,坯料温度越高,反向温度场挤压过程中,模具温度对挤压成形件边缘部位晶粒尺寸的影响越小。