镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有密度小、比强度和比刚度高、机加工性能优良、零件尺寸稳定等优点,广泛应用于航空航天、汽车工业等行业。在实际应用中,材料的失稳多发生在表面,所以材料的表面性能是影响其整体服役行为的关键因素。表面纳米化处理可改变表面微观结构和属性从而提高材料的综合力学性能。本文基于纳米压痕技术,系统的研究了表面纳米化后的镁及镁合金的细观力学性能,主要的工作与结果如下：(1)采用纳米压痕技术对AZ91D镁合金和纯镁的纳米层、过渡层和基体进行压入测试,测得两种材料各层弹性模量值和硬度值,并记录材料的特征曲线、弹性模量-深度曲线和硬度-深度曲线等。通过纵向对比,分析材料纳米层、过渡层和基体的材料的力学性能变化；通过横向对比,分析AZ91D镁合金和纯美之间力学性能差异。(2)使用弹塑性幂指数本构模型,运用ANSYS有限元软件建立二维有限元模型；采用反分析法,对比实验和数值模拟的载荷-位移曲线的加载部分确定材料的塑性典型应力值和塑性典型应变值；对比最大压深处刚度值确定应变强化因子值；代入弹塑性本构模型中计算得到材料的屈服应力值,这时可以完全确定两种材料纳米层和基体的弹塑性本构关系,并借助Matlab软件预测出材料的应力-应变曲线。