目前,镁合金因其密度低、循环利用性能好、物理性能优良,不仅在航空航天和军事应用领域,而且在汽车和3C工业中也越来越受到人们的关注。然而,镁合金具有密排六方晶体结构,在室温下可开动滑移系的数量有限,导致其具有延展性低和可加工性差的劣势。为了拓宽镁合金的应用领域,迫切需要研究出能够显著提高镁合金延展性和可加工性的新技术。在挤压过程中,变形部位因受到三向压应力和强烈剪切变形作用而消除被加工铸锭组织中的一系列缺陷使之获得细晶组织及优异的力学性能,因此,挤压工艺逐渐成为室温低塑性镁合金构件的主要加工手段之一。采用何种挤压工艺来实现成形/成性一体化的精确调控,成为了目前挤压成形技术领域的研究热点方向之一。连续变通道直接挤压工艺是一种在单道次成形过程中可实现增加累积应变量的挤压新方法,通过对模具型腔结构的精准设计可以实现对挤压制品组织及性能量身定制的目的。在连续变通道直接挤压过程中,连续变化的型腔通道可以促使坯料持续受到强烈的剪切应力,从而显著细化晶粒,此外,粗大的第二相粒子也能被剪碎,而使组织分布变得更加细密均匀,有助于综合性能的改善,故该工艺展现出了较出色的细晶改性潜力。本文以二阶过渡模为例,采用DEFORM模拟软件、金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及电子背散射技术等手段对不同成形温度下AZ31镁合金变形特征及微观组织进行研究,研究结果表明,随着成形温度的升高,挤压过程中材料的温升降低、流动均匀性提高,但芯模模角处的剪切应力减小,故平均晶粒尺寸随之增大,此外,大角度晶界在变形后的微观组织中所占比例明显变大,这说明动态再结晶进行的比较充分。屈服强度和延伸率则均呈先升后降的趋势变化,经对比可知,这是由于350oC时晶粒内部的位错密度较高但织构弱化显著所致。对AZ31镁合金连续变通道直接挤压过程的再结晶行为进行了研究,研究结果表明,挤压过程中流经连续变化型腔通道时微观晶粒尺寸明显变小且均匀度及圆整度均显著提高。随着材料在型腔中向下流动,动态再结晶行为逐渐强烈,再结晶晶粒所占比例也随之增大。经过连续变通道直接挤压形成了{0001}<10-10>形变织构和{0001}<11-20>再结晶织构共存的混合织构。挤压过程中表征晶粒取向的Schmid因子变小,大部分晶粒的取向趋于硬取向。综上可知,连续变通道直接挤压工艺可以显著细化晶粒,提升镁合金的综合力学性能,为高性能镁合金挤压制品的研制提供了崭新的思路。