镁合金以其优异的综合性能而被誉为是“21世纪最具发展前途的绿色金属结构材料”。特别是变形镁合金板材具有十分广阔的应用前景,高性能变形镁合金的研制已经成为当今材料领域的研究热点。论文针对常规轧制镁合金板材室温成形性能较差的工程实际问题,提出以调整和控制板材晶粒取向为主线的科学思想,开发了一种镁合金板材加工新工艺-等径角轧制,并对115°和105°两种夹角模具等径角轧制工艺进行对比研究。通过试验研究的手段,探讨等径角轧制对AZ31镁合金板材微观组织和力学性能的影响规律及塑性变形机理研究,论文的主要研究内容和结果如下:(1)AZ31镁合金板材等径角轧制工艺研究研究了AZ31镁合金板材在等径角轧制过程中金相组织和晶粒取向的演变规律,确定了工艺参数-微观组织-力学性能之间的内在联系。采用115°和105°两种夹角模具等径角轧制工艺制备板材做对比研究,对AZ31镁合金板材进行了4种不同道次的等径角轧制实验,研究表明,经105°夹角模具等径角轧制后,一道次轧制板材有大量的孪晶出现,晶粒并没有得到很明显的细化,随着轧制道次的增加,晶粒细化现象越来越明显。四道次等径角轧制后,孪晶消失,细化效果明显,明显优于115°夹角模具等径角轧制工艺。105°通道夹角产生的剪切变形量更大,对AZ31镁合金板材的晶粒取向改变更加明显,经105°通道夹角模具一道次等径角轧制,对板材晶粒沿轧向取向的改变程度与115°夹角模具四道次等径角轧制所产生的累积改变程度类似。(2)AZ31镁合金板材塑性变形机理研究与普通轧制相比,经等径角轧制,轧制板材轧制方向塑性性能明显优于横向性能,经115°夹角模具等径角轧制,沿轧向断后延伸率由17.5%提高到26.2%,经105°夹角模具等径角轧制,沿轧向断后延伸率由17.5%提高到28.6%, X射线衍射结果分析表明,单向拉伸试验前后,普通轧制板材呈(0002)基面取向逐渐减弱趋势,经等径角轧制后,板材晶粒取向呈(0002)基面取向逐渐增强趋势;观察断口附近微观组织,普通轧制板材断裂后存在大量孪晶,而对等径角轧制板材而言,沿轧制方向拉伸,孪晶的数量明显减少,很有可能是等径角轧制工艺改变了镁合金板材的晶粒取向,由基面取向转变为非基面取向,从而为镁合金板材变形提供了更多的滑移系,而孪生只是作为一种协调变形的机制。经等径角轧制,AZ31镁合金板材塑性明显提高,杯突试验中,断裂机理发生改变,各向异性变大,轧向塑性变形能力明显优于横向塑性变形,所以呈现出沿轧向断裂的情况。且夹角越小,引进的剪切变形越大,对提高塑性变形越有利,115°夹角模具等径角轧制板材杯突最大值为6.1,105°夹角模具等径角轧制板材杯突最大值为7.0。