镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有广阔的应用前景,对高性能变形镁合金的研究是目前材料研究领域的热点。镁合金由于晶体的密排六方结构以及基面织构所引起的各向异性,其塑性加工性能较差。通过在材料内部累积产生大的塑性变形来细化晶粒是提高多晶金属材料塑性成形性能的重要途径。限制性模压工艺(Constrained Groove Pressing, CGP)作为一种适用板材的大塑性变形工艺,具有设备要求低、剪切应变量大等优势。目前CGP工艺主要应用在常温下塑性成形性能较好的材料上,对镁合金这种常温塑性成形性能较差的材料的CGP工艺研究较少。因此系统的研究镁合金的CGP工艺具有重要的理论意义与应用价值。本文以AZ31镁合金为实验材料,使用DEFORM建立AZ31镁合金板材CGP工艺的刚塑性有限元模型,对AZ31镁合金CGP变形的过程进行了研究。详细分析了变形过程中材料的流动规律和应变场分布,研究了CGP变形道次、模具齿倾角和模具齿宽等工艺参数对变形过程的影响,分析了变形过程中变形载荷的特点。根据数值模拟的结果设计了用于AZ31镁合金CGP变形的实验模具,并进行了实验研究。通过金相观察和XRD测试研究了CGP变形过程中晶粒组织和晶粒取向的演化规律。对CGP变形板材试样进行热拉伸试验,分析CGP工艺对板材热拉伸性能的影响。研究了实验过程中的变形温度、变形速率以及模压方式对镁合金微观组织和力学性能的影响规律。采用CGP变形工艺在镁合金板材内部获得了超细晶组织。对CGP变形镁合金的退火工艺进行了初步的研究。研究了退火温度对不同道次CGP变形板材微观组织和力学性能的影响。研究了退火过程中微观组织形态和晶粒取向的变化并分析了其变化机理。研究了退火工艺对CGP变形板材热拉伸性能的影响规律,分析了工艺参数和微观组织形态对热拉伸过程中变形机理的影响。