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本文以Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr (wt.%, NZ30K)镁合金为研究对象，采用DEFORM-3D有限元模拟软件对反复镦压（Repetitive upsetting, RU）和循环闭式模锻（Cyclic closed-die forging, CCDF）两种反复压缩大塑性变形技术进行了热力耦合数值模拟研究，分析了工艺参数对材料流动、温度分布、等效应力分布和等效应变分布等的影响。在400°C下，分别采用反复镦压和循环闭式模锻技术对NZ30K镁合金进行了多道次加工，对合金的微观组织、力学性能、织构变化进行了研究。利用有限元模拟软件DEFORM-3D对NZ30K反复镦压0、1、4和8道次的变形过程进行了数值模拟研究。模拟分析结果表明，反复镦压时坯料在冲头的作用下发生横向方向的流动并逐渐充满下型腔；应力集中区域主要在塑性变形最为剧烈的模具拐角处；随着加工道次的提高，材料的累积等效应变量逐渐不断提高，8道次后达到11.1~12.7；随着加工道次的增加，材料等效应变的分布越来越均匀；峰值载荷随着道次增加而逐步降低。在400°C下采用反复镦压技术对NZ30K镁合金进行了0、1、4和8道次的加工，研究了工艺参数对合金微观组织、力学性能和织构变化的影响。实验结果表明，反复镦压技术能强烈地细化NZ30K镁合金的组织，8道次加工后材料的平均晶粒尺寸为4μm，材料的组织变得很均匀。反复镦压加工能有效改善材料的强度和延伸率，8道次加工后材料的屈服强度、抗拉强度和塑性分别达到208.2Mpa、248.5MPa和30.1%，而加工之前分别为153.3MPa、214.0MPa和8.4%。利用有限元模拟软件DEFORM-3D对NZ30K循环闭式模锻0、1和4道次的变形过程进行了数值模拟研究，并在400°C下采用该技术对NZ30K镁合金进行了相应道次的加工，研究了工艺参数对合金微观组织和力学性能的影响。模拟分析结果表明，循环闭式模锻加工过程中材料发生了镦粗变形，试样的横截面积增加，材料的上半部分变形程度比底部要高；等效应变最大的地方始终是材料上半部分的两端区域；经过循环闭式模锻多道次加工后，材料的累积应变量不断提高，4道次加工后，材料的等效应变范围为6.2~8.5。循环闭式模锻技术能强烈地细化NZ30K镁合金的组织，大幅度提高NZ30K镁合金材料的力学性能。经4道次加工后，合金的平均晶粒尺寸从初始坯料的90μm大幅度降低到5μm，屈服强度和抗拉强度分别达到了226.4MPa和259.4MPa，比加工之前的153.3MPa和214.0MPa，分别提高了47.7%和21.2%，材料的延伸率达到30.7%，比加工之前的8.4%提高了264.2%。采用反复镦压加工4道次后，NZ30K镁合金的室温拉伸曲线上观察到了屈服降现象。8道次后，拉伸曲线上出现了屈服平台，而0道次和1道次的拉伸曲线上则没有观察到。随着加工道次的提高、晶粒的细化，屈服现象变得越来越明显。采用循环闭式模锻加工4道次后，拉伸曲线上也发现了类似的屈服现象。目前镁合金拉伸实验中的屈服现象是比较少见的，屈服现象跟细晶镁合金中非基面位错的开动、可动位错的增殖有关。