本文主要研究了试验温度、应变速率等变形条件及晶粒度对冷轧退火后AZ31镁合金超塑性变形的影响,以及促使AZ31镁合金获得工业化生产所需的最佳变形条件。采用冷轧处理来细化AZ31镁合金晶粒。冷轧组织的细化主要通过静态再结晶完成。在150～350℃的试验温度范围内和1×10-4～1×10-2s-1的应变速率下进行拉伸实验,研究表明,随着试验温度的升高,流变应力单调递减,而温度在350℃,应变速率为1×10-4s-1时,延伸率增加到220%,流变应力却只有2.96MPa。AZ31镁合金在150～300℃,变形激活能为90kJ/mol,与镁的晶界扩散激活能相近,变形机制是晶界扩散控制的位错蠕变机制(n=5,p=3);在300～350℃时的变形激活能是123kJ/mol,与镁的体扩散激活能相近,其变形机制是晶格扩散控制的晶界滑移(n=2,p=2)。追求晶粒细化是提高镁合金超塑性的有效方法。但是对于工业化生产所需的变形条件,AZ31的晶粒度有一个限度,晶粒太细小导致晶粒长大倾向加大,变形的流动应力加大。基于AZ31超塑性变形行为的本构方程,可以在变形关系的曲线图中得到一个感兴趣区域,从而获得最佳的变形条件。满足工业化生产的AZ31变形条件是:成形温度350℃左右,应变速率约为1×10-4s-1,晶粒尺寸大约为7μm。最后,利用有限元分析软件对AZ31镁合金拉伸试验进行模拟。结果直观地显示了各阶段应力应变分布及试样的变形过程,仿真屈服强度、最大抗拉强度及颈缩部位等与试验实测值吻合较好。