目前,我国的汽车保有量位居世界前列,在面对当今气候变暖及资源匮乏等一系列问题时,汽车零部件的“轻量化”能够在一定程度上减少排放,保护环境,节约资源。镁合金由于密度小而能够有效减小汽车质量,因此其在汽车上的大量应用成为必然趋势。然而,镁合金耐磨性能较差,不利于其大范围应用。鉴于超声表面滚压处理能够显著改善合金表面性能,本文对AZ91D镁合金进行超声表面滚压处理,并研究其表面纳米化机制、力学性能及耐磨性能;同时,为了进一步改善AZ91D镁合金的耐磨性能,对滚压强化后的AZ91D镁合金试样进行不同温度下的回复处理,探究回复处理温度对试样组织变化、力学性能及耐磨性能的影响。试验得到的主要结论如下:（1）超声表面滚压处理后AZ91D镁合金的微观组织发生了变化,研究发现:试样在滚压处理后表面产生塑性变形层,其厚度约为190μm,并且表面硬度相较于未处理试样提高了64.9%。另外,在塑性变形初期,变形孪晶主导了试样的变形;随着变形程度的增大,位错开始滑移,当位错运动受阻时,位错堆积形成位错墙,并将粗晶细化为亚晶。同时,靠近试样表层的组织会发生动态再结晶。最终,AZ91D镁合金通过多种塑性变形机制实现了表面纳米化。（2）对不同载荷和不同频率下超声表面滚压处理前后AZ91D镁合金的摩擦磨损行为进行研究,结果表明:在同一载荷或同一频率下,超声表面滚压处理AZ91D镁合金的体积磨损量和摩擦系数均小于未处理试样;同时,相较于未处理试样,滚压处理后试样的磨损程度更轻。（3）回复处理后AZ91D镁合金试样的微观组织及力学性能发生了变化,研究发现:当回复处理温度为150℃时,试样的变形层厚度约为160μm;当温度逐渐升高时,变形层厚度逐渐减小,变形层中的晶粒逐渐长大。同时,随着回复温度的升高,试样表面硬度逐渐下降,塑性逐渐提高。（4）对回复处理前后的超声表面滚压处理AZ91D镁合金的摩擦磨损行为进行研究,结果表明:当试验参数相同时,与其他温度下的回复处理试样相比,经150℃的温度回复处理后试样的体积磨损量、摩擦系数、磨损率及磨痕横截面轮廓均最小,其磨损面的磨损程度也最轻。