镁及镁合金作为最轻的金属结构材料，由于其比强度、比刚度高、阻尼性能好等性能得到了广泛的关注。由于镁合金的hcp结构造成其与立方结构金属不同的变形机制，口位错的基面滑移和柱面滑移以及锥面滑移、孪生及c+a位错的锥面滑移等多种变形模式的共存。特别是这些变形模式在变形过程中的竞争与合作，导致镁合金表现出独特的力学行为特征:拉压屈服不对称性和镁合金表观Hall-Petch关系斜率的大范围波动。　　Hall-Petch关系表达的是宏观的屈服强度和微观的晶粒尺寸之间的关系，是材料科学中最经典组织性能关系之一。Hall-Petch关系的建立为人们利用细晶强化的方法研发高强度材料提供了理论基础和技术指南;Hall-Petch关系的斜率K值具有重要意义，它表达了细化晶粒所能带来的强化效果的强弱和强化的潜力。随着研究的深入和实验数据积累的增加，人们发现，不同金属变形行为不同表现出的Hall-Petch关系也存在着显著差异。具有高对称性晶体结构的bcc和fcc的粗晶和超细晶材料来说，同一种类材料的Hall-Petc关系的斜率即使是在不同的加载方式下也只在一个非常小的范围内波动，而hcp结构的镁合金的Hall-Petch斜率K值会在一个很大的范围内变化，甚至会是一个很大的负值。已经完成的大量研究工作，明确了hcp结构金属的Hall-Perch关系斜率不一致的根本原因是:晶粒取向造成的几何（织构）强化或弱化作用，与晶粒细化带来的细晶强化作用交织在一起，使人们通过实验得到的Hall-Petch关系只是一种表象，并不能确切反映晶粒细化本身带来的强化作用。甚至当采用的晶粒细化方法同时会带来织构的剧烈弱化时（如等径角变形），织构弱化带来强度降低超过对应的晶粒细化带来的强度增高值时，就会在实验上观察到屈服强度和晶粒尺寸关系的斜率为负值的极端现象。如何分离晶粒取向带来的几何强化作，把晶粒细化对屈服强度的贡献定量单独表达出来，从而做出真正意义上的只反映晶粒尺寸对屈服强度贡献的Hall-Perch关系，是我们面临的一个重要课题。　　通常对于一般的金属材料而言，受压状态有利于材料发挥其强度，所以其压缩强度通常总是大于拉伸强度。而变形镁合金却恰恰相反。以前研究的大量结果表明，由于镁合金中变形织构和孪生的共同作用，导致沿着镁合金加工材的最大主应变方向进行力学性能试验时，出现压缩屈服强度低于拉伸屈服强度的现象，即出现拉压屈服不对称性。其压缩屈服强度与拉伸屈服强度之比(CYS/TYS)甚至可以达到0.4-0.7。拉压屈服不对称现象是镁合金性能上区别于其他立方金属的一个很独特的特征，其影响因素主要是织构、晶粒尺寸和析出相。对于这几种因素对拉压屈服不对称的影响，目前大家都是进行定性的分析，尤其是对于析出相存在时，它对镁合金具体有什么样的影响，其影响程度有多深目前还不十分清楚。　　针对镁合金中存在的这两个问题，本文将围绕以下方面开展工作:　　(1)利用不同的加工方式以及热处理过程控制镁合金中织构、晶粒尺寸和析出相的分布，实现利用析出相对镁合金变形组织的控制，表征晶粒尺寸、织构和析出相的分布关系，并建立不同因素对拉压不对称性影响的定量的规律。　　(2)建立基于多种变形模式竞争合作变形的多晶体屈服模型，进而获得晶粒与加载方向的相对取向（取向因子）对屈服强度贡献的表达式;并采用不同的加工方式，得到不同晶粒尺寸和织构的样品，在不同的方向上加载测得屈服强度;将实验结果与模型关系相结合得到与织构无关的，只反映晶粒尺寸对屈服强度贡献的Hall-Petch关系;并通过理论模型，分析不同的变形机制对屈服强度的贡献。　　通过上述方法，得到以下主要结论:　　(1)本文提出了一个基于晶粒取向分布或者取向因子的模型来计算室温条件下单轴拉伸及压缩时的屈服强度，提出了更为合理的多机制变形的平均取向因子的计算方法来计算晶粒取向对屈服强度的贡献，将织构对屈服强度的几何硬化作用去除，获得真正只和晶粒尺寸相关的Hall-Petch关系。　　(2)将理论模型结合轧制和等径角变形得到的AZ31镁合金的屈服强度和织构，等径角变形后的样品中去掉了织构的软化作用后，拉伸及压缩屈服强度基本相同，实验获得的表观Hall-Petch关系被修正，此时的拉伸及压缩屈服强度可以服从同一个线性规律，σK=88d-1/2+106。　　(3)将实验文献和屈服模型相结合，分析得到影响材料拉压屈服不对称性的根本原因是由于孪生的极性，修正了之前认为的拉压不对称是由于织构和孪晶共同作用所导致的这一结论。　　(4)与不含有析出相的AZ31结果相比，含有析出相的AZ80合金中由于析出相的存在，在随机织构时不存在拉压屈服不对称性。而具有挤压织构的AZ80合金中，织构及析出相与基体的位向关系对孪生开动的抑制作用超过了对基面滑移的抑制，使得镁合金中拉压不对称性减弱，甚至当晶粒内析出达到饱和时，拉压不对称性消失。　　(5)对AZ31及AZ80合金进行ECAP处理后，不同的挤压道次产生不同的织构及晶粒尺寸，拉压屈服不对称性也逐渐不同，可以得到无论有没有析出相，镁合金中晶粒尺寸与拉压不对称性之间都存在着相应的线性关系，随着晶粒尺寸的减小，孪生发生更加困难，拉压屈服不对称性逐渐减弱并消失。