细晶及超细晶材料具有许多不同于常规材料的优良特性,如显著提高的力学性能及优良的物理、化学性能。因此,越来越多的细化晶粒的工艺得到了深入的研究,其中多向锻造工艺(MDF)是较早被研究但最近迅速发展起来的一种制备块状细晶材料的工艺。本文首先通过有限元分析软件Defrom-3D对纯镁的多向锻造变形进行模拟得出多向锻造变形时前期坯料的运动方式主要以轴向锻压为主,而后期主要以横向拉伸为主,并且坯料芯部的应变均匀性比外部的要好,特别是锻压中心面的均匀性比其他两个方向的中心切面的要好,而后通过使用自行设计的多向锻造模具对纯镁进行多向锻造的预实验,得出结果和模拟的相差不大,同时通过对纯镁变形后的性能进行检测,得出多向锻造变形确实可以细化晶粒,并且变形道次越多则组织越均匀,拉伸率及耐腐蚀性也越好。之后,本文自行设计了成分为Mg-2Zn-0.2Mn的合金,对合金进行均匀化退火的处理之后发现合金的热稳定性不好,在360℃/8h的退火工艺中晶粒异常长大导致延伸率和耐蚀性的下降,对该合金进行多向锻造变形的加工,在保温工艺阶段变形温度越低晶粒细化效果越明显,变形道次越多则晶粒尺寸越大,只是晶粒尺寸增大效果不明显；而温度和道次对耐腐蚀性的影响就比较复杂；而非保温条件下的多向锻造工艺中,和保温条件下一样,对于晶粒细化以及组织均匀性的影响变形温度比变形道次要更大,只是影响的效果有些差别：温度越低,晶粒越细小,道次越多,组织越均匀,晶粒尺寸差别不明显；而对于腐蚀性能而言,温度越高道次越大则合金的耐腐蚀性越好；并且针对250℃-9P工艺变形后的样品进行了250℃退火热处理,其检测结果再次表明合金的热稳定性不好,但也证明了短时间的退火处理对于合金耐腐蚀性的提升是有帮助的。因为模具的较早失效,我们将设计的模具与常规模具进行比对发现模具的缺陷：模具内侧壁板的过盈配合以及内六角螺钉的固定作用使侧壁板一直存在应力,加速侧壁板的失效；同时侧壁板相比于模具整体来说,因为尺寸太薄,所以抗变形能力差,加上镁合金变形时未加润滑油,增大了摩擦力,导致其容易产生蠕变甚至是失效；而自行设计的加热板的加热方式增加了模具的加热次数,对镁合金变形时的组织改变有影响,同时也觉察到如此装配实验时有安全隐患。总之,实验结果虽然不完美,但是也证实了多向锻造变形工艺对镁合金有晶粒细化,改善机械性能和腐蚀性能的作用,而对于工艺的探究,模具以及实验环境的改善也是今后提升的重点。