镁合金具有高比强度、高比刚度，电磁屏蔽效果佳、机械加工性能优良，易于回收等优点。但是镁合金为密排六方晶体结构，没有足够的独立滑移系，低温下变形主要靠孪晶进行协调。高温下虽说镁合金板材塑性有所提高，但是其容易氧化。探索新的处理技术来提高镁合金板材室温成形性能是目前镁合金研究领域的主要专题之一。本文采用等温复合形变工艺改善了AZ31镁合金板材的性能，完成了以下研究内容，并获得了一些结论。(1)考虑初始晶粒尺寸的条件下，得出了AZ31镁合金板材的晶粒长大模型,得到了镁合金AZ31的晶粒长大激活能。(2)采用计算机数值模拟的方法，研究了镁合金AZ31板材在滚压—整平复合形变时的金属流动规律，确定了合理的模具设计工艺参数。研制了具有加热功能的镁合金滚压—整平模具装置，制定了镁合金板材滚压—整平复合形变工艺过程，即保温—滚压—中间道次退火—整平。(3)经过理论和实验研究，得到了合理的工艺参数，即变形温度250℃，滚压齿间比为1:2，压下量为43%。得到的AZ31镁合金板材的晶粒尺寸达到7μm。(4)对经过滚压—整平复合形变的AZ31镁合金板材进行退火处理，得到的AZ31镁合金板材的微观组织均匀且晶粒细小，晶粒尺寸达到5.17μm，硬度为78.54Hv；屈服强度由原始的125MPa提高至159MPa，抗拉强度由原始的210MPa提高至215MPa。延伸率由原始的7.67%提高至13.56%。(5)根据实际生产需要，设计了一套在线连续轧辊加热装置。在轧制过程中可以实现轧辊在线、连续、均匀的加热功能，而且易于控制轧辊温度。