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镁合金作为目前可应用的最轻的金属结构材料,具有优异的室温性能,但当温度超过120℃时,抗蠕变性能显著下降,其应用受到了极大的限制。因此,提高镁合金的高温性能尤其是高温抗蠕变性能,是镁合金研究开发的重要方向。目前工业化的耐热镁合金主要是稀土耐热镁合金和镁基复合材料,这两种合金由于价格昂贵,难以适应民用工业的需要,开发新型低成本耐热镁合金成为目前耐热镁合金研究的热点。目前镁合金结构件主要是铸造镁合金,其强度低,塑性差。变形镁合金具有高强度和高伸长率等优点,能够满足更高的设计要求。将等通道转角挤压(ECAP)技术应用于耐热镁合金的研发,系统的研究ECAP技术对耐热镁合金组织及性能的影响规律,为开发低成本,综合性能优良的耐热变形镁合金材料奠定理论基础。本文选用Mg-Al系和Mg-Zn系中较典型的AZ61和ZK60合金,加入较多量元素Si形成高温增强相Mg2Si来提高其耐热性,制成AZ61-4Si和ZK60-4Si耐热镁合金,再利用ECAP技术细化合金组织,提高合金力学性能。采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能量分散光谱仪(EDS)分析了材料的微观组织；采用电子万能拉伸实验机测试了材料的室温力学性能,并测试了高温蠕变性能。对ECAP细化镁合金的机制、镁合金拉伸变形及断裂机制、Mg2Si相形貌对镁合金室温及高温蠕变性能的影响机制进行了探讨。研究结果表明：(1)ECAP可显著细化镁合金组织。AZ61-4Si合金经4道次变形基休晶粒山铸态300μm细化为10μm,汉字状Mg2Si由铸态的最大70μm细化为7μm；8道次变形使基体进一步细化为6μm, Mg2Si颗粒细化为5μm。ZK60-4Si合金经4道次变形基体晶粒由铸态400μm细化为55μm,汉字状Mg2Si由铸态的最大76μm细化为18μm；8道次变形使基体进一步细化为25μm, Mg2Si细化为极细小颗粒。ECAP细化镁合金机制为大塑性引起的连续动态再结晶。(2)由于ECAP细化了实验合金组织,使合金力学性能得到大幅度提高。AZ61-4Si合金经4道次变形屈服强度提高128%,抗拉强度增加89%,伸长率提高340%；8道次后,屈服强度进一步提高；但抗拉强度与伸长率略有降低。ZK60-4Si合金经4道次变形后屈服强度提高90%,抗拉强度提高63%,伸长率提高203%；ECAP8道次后,屈服强度略有下降,抗拉强度有较大幅度提高,实验合金硬度随挤压道次增加而增大(3)实验合金铸态组织中Mg2Si相为汉字状,拉伸断裂时,a-Mg/Mg2Si相界面微裂纹成为主要的裂纹源,且裂纹易沿a-Mg/Mg2Si相界面扩展,导致材料发生脆性断裂。ECAP使Mg2Si相碎化为颗粒状,合金的断裂为微孔形核的韧性断裂机制。(4)经ECAP后合金AZ61-4Si和ZK60-4Si高温抗蠕变性能均得到显著提高,其机制是大量高温稳定相Mg2Si颗粒分布于晶内和晶界,既阻碍了晶内位错运动,又阻止了晶界滑移。