搅拌摩擦加工(FSP)是在搅拌摩擦焊(FSW)基本原理基础上发展起来的一种新的塑性加工技术。加工工具的高速转动和行进造成加工区材料的剧烈塑性变形和热暴露，导致动态再结晶的发生，从而产生细小、等轴的晶粒结构。本文利用搅拌摩擦加工技术对ZK60和ZK60-Y镁合金进行了加工，通过优化加工参数在加工区获得2-5μm的细晶结构。对ZK60合金，大部分MgZn相在FSP过程中溶入镁基体，对ZK60-Y合金，粗大的W相(Mg3Zn3Y2)被破碎并均匀分布在基体中，对FSP细晶镁合金进行的超塑拉伸试验表明，ZK60合金在200-325℃温度范围内均取得良好的超塑性，在275℃和3×10-4s-1的应变速率下取得940％的最大超塑性。试验温度超过275℃，由于细晶结构明显粗化，FSP ZK60合金的超塑性明显降低。相比较而言，由于FSP ZK60-Y合金中细小W相的钉扎作用，其细品结构的热稳定性显著提高，在400-450℃温度范围内可取得超塑性，最大超塑性(635％)在450℃和相对较高的应变速率3×10-3s-1下取得。超塑性数据分析和变形样品表面形貌观察表明，晶界滑移是FSP细品镁合金超塑性变形的主要机制。这些研究结果表明，搅拌摩擦加工足制备细晶超塑性镁合金的有效工艺手段。