镁合金作为一种最轻的金属结构材料,在实现轻量化的同时,还具有高比强/比刚度、导热性能好、电磁屏蔽性能优良和环境友好等特点。在汽车制造、通讯电子、航空航天等工业领域具有广阔的应用前景。但是由于镁合金具有密排六方结构,室温下可开动独立滑移系少,造成其塑性变形加工能力较差,极大地限制了变形镁合金的广泛应用。本研究基于现有的非对称挤压技术,提出一种新型非对称大剪切挤压变形（非对称挤压+大剪切变形）方法。这种方法采用板形铸坯,相对于传统圆形棒料能够获得更大的剪切挤压作用。通过调整模具出口通道的位置优化非对称挤压系数,能够获得组织细化、性能优良的镁合金板材,从而实现高强韧镁合金低成本、短流程制备。以Mg-4Al-1Sn镁合金为研究对象,添加不同含量的Ca元素,研究Ca元素对非对称挤压组织、织构和力学性能的影响。同时重点研究了三种不同非对称系数挤压板材的显微组织、晶粒取向以及力学性能,深入分析组织和织构转变规律。主要研究内容和结果如下:（1）AZ31镁合金为例,通过DEFORM-3D有限元模拟软件,揭示非对称大剪切挤压变形机理。重点研究了不同非对称系数对镁合金非对称大剪切挤压变形过程金属流动规律以及等效应力、应变和速度场分布规律的影响。非对称大剪切挤压变形由于模具出口通道偏离中心线导致型腔内金属的等效应力、等效应变以及流动速度场均呈现不对称分布,能够增大等效应变和流动速度,同时改善金属流动性。非对称挤压型腔出口通道的向右偏移导致挤压板材右侧金属流动速度和等效应变大于左侧。结果显示,AC-1.5板材的等效应变最大,分布最均匀。（2）通过向Mg-4Al-1Sn镁合金中添加不同含量的Ca,研究不同含量Ca对铸态和非对称大剪切挤压的组织和性能影响。加入不同含量的Ca后,由于Sn/Ca改变而出现不同的第二相类型。随着Ca含量的增加,第二相数量增加,铸态组织有一定程度的细化,屈服强度没有明显变化,延伸率降低。然而经过非对称大剪切挤压后,第二相明显细化并沿着ED方向分布,通过PSN机制细化晶粒。其中,Mg-4Al-1Sn-0.4Ca镁合金的屈服强度达到198 Mpa,延伸率达到21%,综合力学性能最好。（3）系统分析了不同非对称系数挤压对Mg-4Al-1Sn-0.4Ca镁合金板材微观结构、组织演变和力学性能的影响,并探索挤压过程的组织演变规律和成形机制。相对于对称挤压,非对称大剪切挤压变形过程中金属受到额外的剪切作用,能够显著细化Mg-4Al-1Sn-0.4Ca镁合金晶粒尺寸,弱化织构。非对称系数AC=1.5的Mg-4Al-1Sn-0.4Ca镁合金板材的微观组织最细（8.6μm）,同时形成的织构最弱（Max:5.25）。在晶粒尺寸和织构的共同作用下,AC-1.5镁合金板材表现出最好的力学性能（175.9 Mpa,19%）和成形性能。经过非对称大剪切挤压变形后的板材在宽度方向上存在组织和织构梯度,同时力学性能也有较大差异。其中挤压板材右侧平均晶粒尺寸最小,织构最弱,屈服强度和延伸率更高。