镁合金作为最轻的工程结构金属材料,具有高比强度和比刚度,同时兼具良好的阻尼和减震性等优点,在汽车、航空以及通讯等领域受到广泛关注。同铸造镁合金相比,变形镁合金表现出更为优异的力学性能;然而,变形镁合金通常具有强基面织构特征,导致室温成型能力较差,使变形镁合金的广泛应用受到极大限制。本文基于低合金含量Mg-Zn-Ca系合金,通过优化合金成分及轧制工艺,制备了弱基面织构兼并高强塑性的低合金含量镁合金板材;探究了 Zn含量对轧制Mg-xZn-0.2Ca(x=0.5、1.0、1.5和2.0 wt.%)合金组织、织构和力学性能的影响规律;同时研究了 Zn、Ca元素对镁合金组织、织构和力学性能的作用机制,得出的主要结论有:(1)随着Zn含量的增加,合金中纳米第二相增多,增加了轧制态合金的形变储能,提高了再结晶驱动力,促进了静态再结晶过程;同时,增强的溶质拖拽和第二相钉扎作用,抑制了合金再结晶晶粒的择优长大,最终使Mg-xZn-0.2Ca合金的基面织构强度逐渐降低。(2)随Zn含量的增加,Mg-xZn-0.2Ca合金的强度和塑性都逐渐增加;强度的提高与增强的第二相强化、固溶强化及较大的加工硬化率有关;塑性的提高是因为其均匀延伸率和非均匀延伸率共同改善造成的,而当Zn含量进一步增加至2.0 wt.%时,合金中出现带状分布的第二相,使得合金的延伸率降低;因此,Mg-1.5Zn-0.2Ca合金在室温下具有优异的综合力学性能,即抗拉强度为～274 MPa,断裂延伸率为～27%。(3)Zn、Ca元素的单独或复合添加都会细化合金的晶粒尺寸,这与溶质原子拖拽和第二相钉扎作用有关;对于含Zn元素的合金,其溶质原子拖拽作用增强,抑制了晶粒的长大尤其是择优长大,所以会使合金晶粒尺寸细化;而对于含Ca元素的合金,其第二相钉扎作用会大大增强,结合少量固溶Ca原子产生的溶质拖拽作用,会显著抑制晶粒的长大,从而有效细化了合金晶粒;对于Zn/Ca复合添加的合金,由于增强的第二相钉扎及溶质拖拽的共同作用,使轧制退火后Mg-1.5Zn-0.2Ca合金具有细小且均匀的晶粒尺寸。(4)Zn、Ca元素的单独或复合添加都会有效弱化合金的基面织构强度,这与合金非基面滑移的开启、溶质拖拽和第二相钉扎作用有关;其中,Zn/Ca复合添加更加促进了合金非基面滑移的开启;此外,由于生成的更多细小第二相及Zn/Ca原子共同偏聚,分别增强了第二相钉扎和溶质拖拽作用,抑制了再结晶晶粒的择优生长,使轧制退火后的Mg-1.5Zn-0.2Ca合金具有最弱的基面织构。(5)Zn、Ca元素的单独或复合添加都会使合金屈服强度提高,这与固溶强化、细晶强化、第二相强化及残余应力有关;Zn、Ca元素的单独或复合添加都会有效降低合金CRSSnon-basal/CRSSbasal比值,促进非基面滑移的开启,使合金的拉伸塑性增加;对于Zn/Ca复合添加的合金,增强的细晶强化和第二相强化、增多的残余位错以及更易开启的非基面滑移,使轧制退火后的Mg-1.5Zn-0.2Ca合金拥有优异的屈服强度和拉伸塑性。(6)Zn、Ca元素的单独或复合添加都会影响合金的加工硬化行为,这主要与合金晶粒储存位错的能力有关;向纯Mg中添加1.5 wt.%Zn,晶粒尺寸减小比固溶原子更大影响了合金储存位错的能力,使加工硬化能力降低;对于含Ca合金,由于合金晶粒尺寸显著细化,使合金的储存位错的能力显著减小,加工硬化能力较低;其中,Mg-1.5Zn-0.2Ca合金中含有更多细小的第二相,促进了位错的产生与积累,所以其加工硬化能力比Mg-0.2Ca高。