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镁合金材料作为工业应用中最轻的结构金属材料,具有广泛的应用价值,并已应用在航天航空、电子电器等各个领域。热挤压变形镁合金通常比铸态镁合金组织更加致密,易于实现更高加工精度,能够大大提高材料的机械性能和稳定性。镁合金热挤压变形过程通常在高温下进行,变形过程中伴随着动态再结晶现象的产生,材料晶粒尺寸将得到细化。由于变形环境封闭变形量较大,在较高成形速度下变形热将引起材料温升,同时变形材料在不同区域变形将经历不同的变形路径,这些因素都直接影响到挤压态镁合金的微观组织和机械性能。本文选取Mg-1Al合金为研究对象,通过试验、理论推导和数值模拟相结合的方法,建立综合描述镁合金热变形过程的热力耦合的晶体塑性-动态再结晶模型,对镁合金热变形及热挤压变形过程进行了宏微观集成计算。论文的主要工作如下:（1）Mg-1Al合金单轴热压缩变形试验的研究。选取Mg-1Al镁合金材料为研究对象,在熔炼均匀化处理后对铸态材料在0.01s-110s-1应变率,673K773K温度变形条件下进行系统的单压热压缩试验。利用金相观察及XRD、EBSD等测试手段对变形前后的材料进行微观组织及宏微观织构的测试。获取了材料在不同温度、应变率变形条件下的宏微观特征,为后续模型建模提供了系统的试验数据。同时,设计和实施了变温控制加载的热压缩试验。为了考察变形热在高应变率变形过程中的影响规律,利用Gleeble试验机的自反馈系统对1s-1高应变率变形下的温度进行了控制和修正,通过对比试验定量分析了高应变率温升影响下的材料软化及再结晶形核与生长规律。（2）热力耦合晶体塑性-动态再结晶模型构建。将考虑动态再结晶形核和生长的动态再结晶模型引入晶体塑性理论框架,建立多种滑移系统的粘塑性晶体塑性-动态再结晶（VPSC-DRX）模型,通过建立材料硬化与再结晶参数关于温度、应变率的演化关系,使得模型可以描述一定变形温度、应变率范围内任意变形条件下的材料变形规律,并通过变温加载的变形试验对模型进行了验证。将合金变形热传导规律引入模型,建立了热力耦合的晶体塑性-动态再结晶（TM-VPSC-DRX）计算模型,并将模型应用于高应变率单轴热压缩试验,计算了变形热效应引起的温升软化与再结晶形核与生长过程。（3）镁合金热挤压变形试验研究。针对热挤压变形工艺特点,对圆棒热挤压过程变形热温升效应及应变路径对材料微观组织及织构演化的影响规律进行了系统的分析;对镁合金型材热挤压变形过程不同截面位置材料微观组织及织构演化规律进行了对比研究,详细分析和评估了型材热挤压变形工艺。结果表明圆棒挤压变形过程受不同挤压速度引起的变形热温升效应显著,在10mm/s的推杆速度下温升引起的材料晶粒尺寸长大及织构弱化最为明显;形材热挤压变形不同截面位置材料晶粒由于材料变形路径的差异其晶粒尺寸大小有明显的差异,同时材料在截面由宽到窄的不同位置呈现了圆棒挤压、平面压缩、多向剪切应变的不同织构分布特征规律。（4）镁合金热挤压变形宏微观集成计算。将上限元法、有限元法等方法与热力耦合的晶体塑性-动态再结晶（TM-VPSC-DRX）计算模型相结合,对镁合金圆棒及型材热挤压变形过程进行了宏微观集成计算,对变形工艺中变形热温升效应及应变路径影响规律进行了定量计算和评估。模型模拟结果很好的反映了高速挤压变形中材料微观组织及织构受变形热温升及不同变形路径的影响规律。