镁合金作为最轻的商业结构金属,在生物医学、航空航天和汽车行业具有巨大的应用潜力。然而,由于镁合金的晶体结构是密排六方,室温加工成型性差,室温强度低,限制了其在工业上的应用。等通道转角挤压（Equal-Channel Angular Pressing,ECAP）工艺可以通过大分布应变来细化晶粒,但应变分布不均匀,因此改善ECAP工艺变形后工件变形不均匀性对解决工件的微观组织及力学性能具有重要的研究意义。二次挤压能有效改善工件变形的均匀性,镁合金二次挤压工艺的研究具有很大的实际意义。如果仅通过实验研究二次挤压工艺工作量巨大、成本也较高,并且变形过程十分复杂,很难通过实验得到加工过程中各种场的分布情况。因此,有必要应用有限元研究二次挤压工艺,以便模拟分析二次挤压变形过程中组织演变机理和规律。本研究主要运用DEFORM^TM-3D软件模拟ECAP变形及二次挤压对ZK60镁合金的变形过程。由于铸态镁合金塑性差,在进行ECAP变形时容易产生裂纹,因此原材料选用挤压态ZK60镁合金,使材料在变形过程中更容易成形。分析镁合金在ECAP变形和二次挤压变形过程中的组织演变情况,设计和确定挤压工艺的最佳参数,并作了相应实验进行验证。利用有限元软件DEFORM^TM-3D,模拟了ZK60镁合金单道次ECAP变形和二次挤压过程。分别模拟分析了不同温度下ECAP变形和二次挤压对载荷-行程、应变场、应变均匀性的情况,同时对ECAP和二次挤压进行组织模拟,得到二次挤压前后晶粒组织动态变化过程。为了验证模拟结果,对挤压态ZK60镁合金、一道次ECAP、二次挤压变形挤压件进行金相组织分析、硬度测试,研究变形过程中组织变化规律。实验试样与数值模拟试样在变形区上的组织演变规律基本一致,实验所得结果与模拟结果良好吻合,说明了数值模拟指导实验的重要意义。