镁锂合金具有密度低、比强度高,低温抗冲击性能好等一系列的优点,是工程应用中最轻的金属结构材料之一。然而,镁锂合金的强度低、室温塑性变形能力差等不足使其在商业化应用中受到很大的限制。通过开展对镁锂合金的搅拌摩擦改性研究,实现其组织与力学性能的提升和优化,对于拓展镁锂合金的工程应用具有重要的理论和工程意义。本文以LA103Z镁锂合金为研究对象,采用数值模拟、实验研究以及理论分析相结合的方式,进行了搅拌摩擦改性研究。系统地探究了 LA103Z镁锂合金搅拌摩擦改性过程中塑性变形规律。主要研究工作和结论如下:（1）设计并进行了 LA103Z镁锂合金的热模拟实验,系统研究了其在变形温度为250℃-500℃、应变速率为0.01 s-1-1 s-1范围内的热变形行为。基于Arrhenius方程建立了 LA103Z镁锂合金的本构模型,该模型能够较为准确的描述其在不同变形条件下的塑性流动行为,为数值模拟提供了基础数据。（2）研究了搅拌摩擦改性过程的数值建模办法,建立了 LA103Z镁锂合金搅拌摩擦改性过程的数值模型,模拟研究了加工速度和搅拌头转速对温度场、应力应变场和速度场分布及其演化的影响,探讨了加工参数对各物理常量的影响机制。结合模拟结果分析,针对搅拌头后侧的应变均匀性采用响应面法对工艺参数进行了优化设计。（3）进行了 LA103Z镁锂合金搅拌摩擦加工工艺实验,通过对比搅拌摩擦加工前后材料的显微组织,研究了加工速度和搅拌头转速对显微组织的影响,探究了加工参数对搅拌区显微组织演变的影响机理。发现搅拌摩擦加工能够显著细化搅拌区晶粒,诱导搅拌区晶粒发生动态再结晶,获得均匀、细小的等轴晶,晶粒尺寸细化至5-10μm。此外,随着搅拌头转速和加工速度的增加,搅拌区晶粒在沿板材厚度方向上呈梯度变化。（4）进行了 LA103Z镁锂合金板材拉伸试验,通过对比不同参数条件下的拉伸应力-应变关系、试样的断后伸长率以及断口形貌,研究了加工速度和搅拌头转速对材料力学性能和变形性能的影响规律。实验结果表明,经搅拌摩擦加工处理后材料的抗拉强度得到提升,由160 MPa最大增至203 MPa（提升26.9%）,塑性出现不同程度的下降。当搅拌头转速为800 r/min、加工速度为100 mm/min时,与原始试样相比,材料抗拉强度提高,同时塑性下降较少,可以获得良好的综合改性效果,试样的断裂均以韧性断裂为主,韧窝尺寸随着加工参数的变化呈现规律性变化。