镁合金具有密度低、比强度高、阻尼性能好、生物相容性优等特点,在航空航天、3C、生物医用等领域具有重要应用潜力。然而,室温条件下塑性较差、成形性能较低、易腐蚀等问题,严重阻碍了镁合金的实际大范围应用。近期的研究结果表明,引入梯度结构、层状结构等异构构型,可改善金属材料的综合力学性能。本文以AZ31镁合金为模型材料,通过设计波纹型坯料,将织构梯度与组织梯度引入AZ31镁合金,并通过制备Mg/Al复合板引入层状结构,拟通过微观结构调控改善AZ31镁合金及其复合板的综合力学性能。研究结果可为镁合金板材织构、微观组织以及力学性能调控提供有益参考。设计了单面与双面AZ31波纹板,采用多道次热轧法将其轧平,并开展后续退火处理,同时制备具有相同平均变形量的平直板作为对照。EBSD表征结果表明,平直板具有典型基面织构,而波纹板中,从波谷至波峰,织构以及晶粒尺寸呈梯度分布,而且双面波纹板中梯度分布更明显。单向拉伸表明双面波纹板在轧制方向能获得优异的力学性能,杯突测试显示双面波纹板的室温成形性能得到明显提高。通过理论分析、基于DIC局域应变分析、施密特因子计算等讨论了梯度组织的形成过程以及波纹板的强塑性机理等。将双面波纹型AZ31板材与1060铝合金板热轧复合为Mg/Al复合板,并开展250-350℃范围的复合后退火热处理。相对于平直界面,波纹形结构能够在较低的轧制应变下（35%）实现Mg/Al复合板的结合。退火处理后,平直界面型复合板界面层厚度比较均匀,而波纹型复合板中不同区域的界面层厚度出现了显著差异,从波谷到波峰位置,界面层厚度不断增厚。拉伸测试结果表明,当界面结合强度较高时,Mg/Al复合板的塑性优于所有组元材料的塑性,而当界面结合强度较低时,复合板的塑性低于组元材料的塑性,主要原因是Mg层与Al层间不同变形行为引起的异构效应有关。