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镁合金作为一种轻质工程材料，具有比重轻、比强度和比刚度高，良好的电磁屏蔽能力和易于再生利用等一系列优点，被认为是21世纪最具发展潜力的材料。但由于镁合金为密排六方结构，滑移系少，塑性变形能力差、生产效率低，很大程度上制约了变形镁合金的发展和应用。前期研究表明，在AZ31镁合金中添加质量分数为1％RE和1％Sb，可有效改善合金铸态组织，提高其力学性能。本文采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等分析手段，通过热模拟、合金挤压加工和力学性能测试，较系统地研究了RE和Sb对AZ31镁合金塑性变形能力以及挤压材组织性能的影响，并分析了其对合金热变形特性的影响机理。借助Gleeble-1500D型热模拟试验机，研究了RE和Sb对AZ31镁合金热压缩变形行为的影响。结果表明：质量分数为1％RE和1％Sb的添加，可显著增大AZ31镁合金的变形抗力，并有效促进合金热变形过程中的动态再结晶。挤压实验表明，随挤压温度升高，变形过程中动态再结晶程度增加，再结晶晶粒尺寸增大；随挤压比的增大，再结晶程度提高且晶粒明显细化。挤压温度为380℃，挤压比为17.4条件下挤压变形后，AZ31镁合金挤压材组织为原始晶粒和再结晶晶粒的混合组织，再结晶不完全；添加1％RE或复合加入1％RE和1％Sb后，动态再结晶程度增大，且再结晶晶粒细化，合金中的稀土相颗粒呈链状分布。AZ31合金中加入1％RE后，挤压态合金抗拉提高了5.5％，延伸率和冲击韧性分别提高2.2％和5％。同时加入1％RE和1％Sb后，挤压材的力学性能最好，抗拉强度、延伸率和冲击韧性与AZ31相比分别提高了7.7％、11.1％和17.5％。断口形貌分析表明，在AZ31合金中加入1％RE和1％Sb后，挤压态合金的拉伸断口韧窝变细，韧窝数量明显增多且深度增加，韧窝之间有撕裂棱存在，表现出明显的韧性断裂特征。AZ31-1％RE铸态合金组织中Al-RE相呈长针状沿晶界分布，挤压变形后稀土相破碎成多边形状，呈链状沿挤压方向集中分布在原针状相附近，受到外力时引起应力集中，对合金的塑韧性不利；AZ31-1％RE-1％Sb合金中，挤压前稀土相呈棒状或圆球状，分布在晶界附近和基体内，挤压后的稀土相破碎分布更加均匀和弥散，减小了挤压过程中的应力集中，提高了合金的塑性变形能力。AZ31合金在挤压温度为380℃时的最大挤压速度为2.3m／min，挤压温度提高至420℃，棒材表面质量下降，出现明显的热烧损现象；添加1％RE和1％Sb后，可提高挤压温度到420℃，产品表面未出现横向裂纹和热烧损，最大挤压速度达3.8m／min。即适量RE和Sb的添加可有效提高AZ31镁合金的挤压速度，进而提高其挤压生产效率。