镁及其合金储存丰富,并具有低密度、高比强度等优势,在国防军事、汽车、医疗、计算机等众多行业具有较好应用前景。但是,镁具有密排六方结构,且易被氧化和腐蚀,由于独立滑移系的不足,使得塑性变形能力较差,难以成形,导致其利用率较低,从而限制了其应用。因此,如何克服镁合金加工成形较差的难题,尤其是高铝含量镁合金,一直困扰着镁合金领域的研究学者。最近几年,国内外通过大变形如搅拌摩擦、高压扭转和等通道挤压等方法来制备细晶AZ91合金。这些方法通过大幅度塑性变形细化晶粒,使其取向和基面织构得到改善,从而提高了镁合金的塑性成形性能及强度。因此,深入研究一种简单的细晶超塑性镁-银-锌系薄板的轧制工艺,有利于镁合金在工业中大批量应用。本文主要进行了镁-铝-锌系镁合金的细晶轧制工艺及高温超塑性变形行为的研究,总结出的主要结论有:(1)开发了镁合金细晶超塑性宽幅薄板的低压下量多道次轧制工艺;发现轧制AZ91合金板材退火再结晶晶粒尺寸仅为～3.1 μm;变形温度为250 ℃和300 ℃、应变速率为1.0×10-3 s-1拉伸变形时,断裂应变分别达到了 563%和735%。(2)对比铸造态、铸轧态以及挤压态三种初始组织状态,揭示出挤压态为制备轧制细晶超塑性AZ91薄板的理想初始状态;发现300 ℃拉伸时:挤压-轧制AZ91薄板的断裂应变(697.0%)明显优于铸造-轧制(302.4%)和铸轧-轧制(403.0%)薄板。(3)基于AZ91合金轧制前初始状态的优化,优化出较佳的预处理工艺为430 ℃/3 h;发现初始晶粒尺寸对轧制后组织影响较小,而300 ℃拉伸变形时,挤压-均质处理-轧制试样的断裂应变(694.3%)明显优于挤压-轧制(510.9%)和挤压-固溶处理-轧制(448.3%)合金。(4)基于AZ91合金轧制前初始状态和预热处理工艺的优化,研究了 Al含量(3%、6%、9%)对轧制薄板超塑性性能的影响,当变形温度为250 ℃和300 ℃时,发现随Al含量的增加,断裂应变迅速增大,分别为108.8%、326.8%、478.0%和182.6%、346.2%、694.3%,揭示出随A1含量的增加,Mg17Al12相增加,极大地提升了高温超塑性变形能力。(5)揭示出了液相辅助晶界滑移为轧制AZ91合金薄板主要的超塑性变形机制;通过截断样品的场发射组织观察,在实验中发现可动第二相粒子影响晶粒生长;同时,本文通过观察Mg17Al12相形态变化的方法为观察晶界滑移提供了一种简单手段。