搅拌摩擦加工技术（FSP）作为一种新兴的剧塑性变形技术，从发明到现在短短20年的时间里已经取得了很大的发展，在制取细晶材料和复合材料方面显示了良好的应用前景。本文以WE43稀土镁合金为研究对象，采用搅拌摩擦加工技术制备细晶镁合金，考查了加工参数对合金显微组织和力学性能的影响，分析材料制备过程中的组织演变机制，对超塑性变形行为组织转变机制以及断裂机制进行深入研究，并针对热处理对FSPWE43镁合金组织和性能的影响做了初步探索，得出了如下结论：（1）研究表明，在旋转速度400-1500r/min，加工速度为30-120mm/min的加工条件下，得到了表面平整，无明显缺陷的材料，WE43镁合金FSP可选择的加工参数范围较大；受搅拌摩擦加工过程中的机械搅拌和摩擦热的共同作用，加工区的显微组织可以划分为机械热影响区（TMAZ），热影响区（HAZ），搅拌区（SZ），经搅拌摩擦加工之后，合金中大块的第二相变成了细小弥散的第二相颗粒，搅拌区组织由原来粗大的铸态组织变成了细小均匀的等轴晶。对FSP WE43合金来说，由于第二相质点存在晶界上，阻碍晶界运动，所以热影响区不明显。EBSD结果表明，FSP之后合金搅拌区组织大角度晶界分数为94%，这是发生动态再结晶的结果，极图表明搅拌区存在较强的基面（0002）织构。TEM和XRD表明，FSP制备的WE43镁合金由α-Mg基体，M24Y5和Mg41Nd5构成，搅拌摩擦加工前后第二相的成分基本没变，只在形貌和数量上发生了变化，并有部分第二相破碎溶解在基体中。搅拌区的晶粒尺寸随着工艺参数的变化而变化。当行走速度为60mm/min时，旋转速度从400-1500r/min，晶粒尺寸的变化情况是先减小后增加，在旋转速度为800r/min时最小，平均晶粒尺寸约为2μm。搅拌摩擦加工的热输入随着旋转速度的增大而增大，合金的再结晶过程进行的更加充分，当热输入超过一定值时，晶粒容易发生长大。当固定旋转速度为800r/min时，行走速度从30-120mm/min，搅拌区的晶粒同样是先减小后增大，这是由于稀土元素在镁中扩散比较慢，当行走速度增大时，搅拌区在高温停留的时间比较短，热输入较小，使再结晶进行的不够充分，进而形成粗晶与细晶的混合区域，使得平均晶粒尺寸偏大。（2）常温拉伸结果表明，经过搅拌摩擦加工后，各参数下试样搅拌区的显微硬度都比母材的显著提高。当行进速度为60mm/min时，显微硬度随着搅拌速度的增大先增大后减小，在旋转速度为800r/min时达到最大，此条件下合金的晶粒尺寸也是最小的。各参数的显微硬度差别较小，这是由于晶粒尺寸相差不大所致。当旋转速度为800r/min时，显微硬度随着行进速度的增大先增大后减小，行进速度为60mm/min时达到最大。常温拉伸结果表明，各参数下试样搅拌区的力学性能都较母材有显著提高，当行进速度为60mm/min时，抗拉强度和伸长率随着搅拌速度的增大先增大后减小，在旋转速度为800r/min时达到最大，此条件下合金的晶粒尺寸也是最小的。当旋转速度为800r/min时，抗拉强度和伸长率随着行进速度的增大先增大后减小，行进速度为60mm/min时达到最大。（3）高温拉伸结果表明，FSP加工后的试样在温度为673-748K、应变速率为3×10-3s-1-1×10-1s-1范围内具备优异的超塑性，其最大伸长率939%在723K、3×10-3s-1下获得。在应变速率为1×10-1s-1，温度为748K时，断裂延伸率达到了273%，表现出优异的高应变速率超塑性。这主要是由于通过FSP，粗大的第二相溶解并破碎成小颗粒，弥散分布在晶间，有效阻止了晶粒在高温下的长大。在本实验中FSPWE43镁合金超塑性变形的机制主要是晶界滑移，变形过程中的组织转变机制是动态晶粒长大，试样超塑性变形的断裂机制是空洞的聚集。（4）研究表明，固溶+FSP处理可以促进组织的进一步细化，从而达到提高强度的目的。FSP+固溶处理失去了第二相在晶界上的钉扎作用，使得晶粒长大，同时塑性和强度均恶化。两种热处理工艺试样由于显微组织的差异性，峰值时效对应的时间不同，但都高于FSP试样。合理的热处理工艺对FSPWE43组织和性能有改善作用。通过固溶加时效处理与FSP相结合，可以控制合金的晶粒大小以及第二相的形态和分布，以达到改善合金力学性能的目的。