本文综合利用多种结构与性能表征技术:扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、传统的透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)),研究了纯镁与其合金在强加工变形方式下的微观结构与相关的力学性能,其结果可总结如下::(1)对纯镁进行点冲击变形,发现点冲击后纯镁试样中产生高密度孪晶与亚晶界。大量孪晶的存在,有效的分割晶粒,因此有细化晶粒的效果,在一定的程度上提高材料的强度。而孪生作为镁及其合金的一种有效的变形机制,大量孪生的产生提高了镁及其合金的塑性变形能力,对促进其应用具有积极的作用。(2)摩擦搅拌加工过程是一个力与温度同时增大的过程,在这个过程中,粗大的第二相和镁基体在搅拌头强力摩擦下一起破碎,其基体和第二相均有一定程度的细化,且第二相破碎后在基体中弥散分布,原来的网状结构被破坏。纳米压痕结果显示,样品的强度从沿加工区域由近至远呈渐弱趋势,说明越靠近搅拌头的部分晶粒细化程度越高。(3)析出的第二相与原来存在的第二相一起在摩擦搅拌的作用下破碎,弥散分布在基体中,起到弥散强化的效果。因此镁基体晶粒细化、第二相过饱和析出以及破碎的第二相弥散在镁基体中,三者共同作用提高了镁合金的强度。(4)在摩擦搅拌过程中,第二相由于受到多重外力的作用,大量位错会从第二相晶界向内部增殖、滑移,导致第二相晶粒进一步细化。