高铝含量的AZ系镁合金因其良好的性能和低生产成本,是目前应用最广泛的镁合金之一。在时效处理的过程中通常有两种形态的析出相并存:连续析出相和不连续析出相。不连续析出相往往比较粗大,容易引起裂纹萌生和扩展。同铝合金相比,连续析出相的尺寸和分布也过于粗大和稀疏。因此,调控析出相的形状、尺寸、分布以及取向是提高镁合金时效强化效应的重要手段。本文以AZ80轧板和AZ91挤压棒为研究对象,采用EBSD、TEM、SEM等微观表征技术,系统研究了孪生变形对析出相形状、尺寸、分布以及取向的影响,并重点分析了孪生变形方式对析出相的调控机制。时效温度是影响AZ80镁合金析出相特征的一个重要因素,在优化的时效温度(180?C)下,可以获得较好的时效强化效果,但是仍然存在大量的不连续析出相。沿TD压缩10%能将晶粒完全孪生,时效处理后,不连续析出相得到完全抑制,获得尺寸更小,分布更密集的连续析出相。其原因是孪晶内部的大量位错为连续析出相提供更多的形核位置并促进析出相长大。同直接时效样品SA相比,SCA10%样品的拉伸屈服强度提高81 MPa,断裂强度提高62MPa;压缩时屈服强度提高80MPa,断裂强度提高48 MPa。在未牺牲韧性的前提下,拉压不对称性从直接时效样品的0.69提高到变形样品的0.78。通过改变应变路径压缩的方式,引入丰富的多重拉伸孪晶。在RD、TD以及TDRD45(即两者对角线)三个方向的力学性能(尤其是断裂强度和延伸率)都有显著提高。首先,改变应变路径压缩不但能细化晶粒,而且能调控晶粒的取向使之更加随机,从而弱化织构。其次,引入的大量孪晶和孪晶界都能促进连续析出相优先形核和长大,对孪晶界的移动形成阻碍。最后,不连续析出相也能被完全抑制。与直接峰值时效样品相比,TD5RD4峰值时效样品在RD的拉伸屈服强度,断裂强度以及延伸率分别调高了40 MPa、171 MPa和12.2%,拉压不对称性为0.89。研究了退孪生变形对AZ80镁合金轧板微观组织和性能的影响。结果显示:1)TD和ND两个方向相同应变量(皆为5%或8%)均可以引发样品的完全退孪生,而使得轧板恢复到原来的织构状态。时效处理后,随着变形量的增大,退孪生区域的析出相尺寸更小,分布更紧密、均匀,不连续析出相逐渐消失,材料的强度和各向异性得到明显提高。2)对样品沿着TD压缩8%并峰值时效36 h,获得的大部分连续析出相与基体的取向关系是典型的(0001)_?//(011)_?,[2-1-10]_?//[1-11]_?Burgers关系(析出相平行于基体的基面分布)。随后对该样品沿着ND压缩8%,并再次在180?C下保温2h以消除位错。发现此时析出相与基体的取向关系由上述的Burgers关系转变为(01-10)_?//(011)_?,[-2110]_?//[11-1]_?关系(析出相平行于基体的基面分布)。3)结合力学性能测试和优化的Orowan公式,对两种取向的析出相强化效果进行定量计算,证实了调控析出相平行于基体的柱面对性能强化效果更好。4)在TD8-A36h样品中观察到连续析出相与基体一种新的取向关系:(0001)_?//(1-13)_?,[10-10]_?//[110]_?。研究了扭转变形对AZ91挤压棒微观结构以及时效硬化效应的影响。固溶样品是组织均匀的典型纤维织构,扭转后,从圆棒的心部到边部,{10-12}拉伸孪晶的面积分数逐渐增加,并且织构的基面向ED倾转。未发生孪生区域的析出行为依赖于变形量的大小,高应变区通过提供大量的位错也能促进连续析出相的析出。因此ST样品伴随着孪晶和位错的梯度分布而呈现析出相的梯度分布。这使得合金的拉压不对称性大大降低甚至消除。