镁合金以其密度小、比强度高等特性被广泛应用于航空航天、汽车工业等领域,具有很大的使用价值与应用前景。由于镁合金为密排六方晶体结构,塑性变形能力较差等因素,使得镁合金在轧制过程中容易产生边裂,影响镁合金板带的成形率。同时传统的平轧轧制方式不能有效的改善镁合金的内部组织结构,无法有效细化镁板的晶粒尺寸,难以实现梯度组织调控。本文基于塑性变形理论和损伤理论,以AZ31变形镁合金为研究对象,通过有限元数值模拟和轧制实验相结合的方法,系统分析镁合金的轧制变形开裂行为和损伤演变规律,研究镁合金的晶粒细化机制和组织梯度分布机制,揭示轧制过程的组织演变规律。具体内容为:基于热压缩模拟实验数据,分析AZ31镁合金的热变形行为,建立了镁合金的热变形本构方程,并依据镁合金的轧制特性建立了镁合金的变厚度轧制过程中不同轧制区域的热轧制力数学模型;基于板带变厚度轧制(MAS)变形理论,对不同轧制路径下的AZ31镁合金进行了热轧数值模拟,采用交叉轧制工艺将板带轧制成狗骨形状,然后改变轧制方向实现板带边部厚区和中部薄区的不同压下率轧制,分析分区域控制压下率轧制后不同变形区域的板带组织梯度分布和边部损伤情况,对比分析变厚度交叉轧制和普通平轧对板带轧后性能的优劣;基于AZ31镁合金进一步减薄的研究思路,对镁合金进行不同轧制工艺的多道次轧制分析,对比制定出相对合理的板带轧制工艺路线;基于变厚度轧制变形理论,通过有限元模拟和轧制实验相结合,采用变厚度交叉轧制方法将板带轧制成中部区域和边部区域不同厚度的镁合金板带,实现板带边部和中部的不同压下率轧制,分析分区域控制压下率轧制后不同变形区域的板带变形和边部损伤情况;同时改变轧件变厚度轧制过程中的边部曲线,分析AZ31镁合金不同边部曲线对镁合金边裂和组织梯度的影响,并对比分析不同边部曲线与普通平轧、普通交叉轧制对镁合金边部损伤和梯度组织调控的影响。