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本文针对镁合金强度较低、延展性差以及蠕变抗性较差等问题,开发了新型的Mg-Zn-Ca合金,并利用不同工艺对铸态合金进行热挤压,系统地研究了挤压温度、挤压速度及挤压比对合金显微组织、织构及力学性能的影响。通过对挤压态Mg-Zn-Ca合金进行不同道次及路径的ECAP变形,成功地制备了超细晶镁合金,合金的力学性能得到明显改善。系统地研究了Mg-Zn-Ca合金显微组织及织构的演化与力学性能之间的关系,并分析了晶粒尺寸对合金的拉压对称性和压缩变形行为的影响。铸态Mg-Zn-Ca合金的晶粒尺寸较大,约为150μm,合金中存在着大量的Ca2Mg6Zn3相,室温的强度和延伸率都较差。通过对铸态合金进行热挤压变形,合金中形成了典型的基面织构（基面平行于挤压方向）,晶粒显著细化,合金的力学性能得到了明显的改善。随着挤压温度和挤压速度的升高,合金的再结晶率及再结晶的平均晶粒度增加,但基面织构发生小角度的偏转,导致沿挤压方向拉伸时合金基滑移的Schmid因子增加,晶粒的粗化及基面织构的弱化导致了合金的屈服强度降低。此外,再结晶晶粒尺寸的增加导致了变形过程中加工硬化率的升高,提高了合金的延伸率。通过对不同挤压比制备的Mg-Zn-Ca合金的显微组织、织构与力学性能的研究表明,合金的屈服强度主要取决于再结晶晶粒的尺寸和织构,而未再结晶的晶粒中由于基面织构较强,塑性变形不容易开动。通过对挤压态Mg-Zn-Ca合金进行ECAP变形的研究发现,随着变形道次的增加,合金的晶粒尺寸显著细化,显微组织变得更加均匀,其中路径Bc的晶粒细化效果最为明显。铸态合金中的第二相在挤压及ECAP变形过程中发生碎裂,一些纳米尺寸的细小第二相（Ca2Mg6Zn3）从基体合金中析出,这种析出相与基体有着良好的共格关系,限制了ECAP过程中的晶粒生长。不同路径ECAP变形后的Mg-Zn-Ca合金中形成了明显不同的织构,对合金的力学性能产生了重要影响。利用路径A变形4道次后的合金中由于晶粒明显细化并形成了典型的基面织构（ < 0001 >晶向平行于法向）,合金的屈服强度显著提高;而路径C变形4道次后的合金中晶粒细化虽然明显,但大多数晶粒的基面与拉伸方向约成45o,基滑移较容易开动,屈服强度明显降低。强烈的基面织构限制了基面滑移的开动,导致了路径A变形4道次后的Mg-Zn-Ca合金在室温拉伸过程中弹塑性转化区的加工硬化率较高;随着应变的增加,较强的基面织构有利于交滑移的开动,导致合金在屈服变形以后的加工硬化率较低。ECAP变形后的超细晶Mg-Zn-Ca合金由于晶粒细化限制了室温变形过程中拉伸孪晶的产生,导致了拉压对称性得到了极大的改善。超细晶Mg-Zn-Ca合金在室温压缩过程中显微组织和织构演化不明显,主要变形机制为基面位错的滑移,屈服强度较高,但由于晶粒细化导致加工硬化率较低,合金的延伸率较低。粗晶Mg-Zn-Ca合金在室温压缩过程中由于拉伸孪晶的产生,导致其屈服强度较低,织构演化更加明显,但由于较高的加工硬化率,合金的延伸率有了较大提高,在变形的末期出现了明显的再结晶现象。随着变形温度的升高和晶粒尺寸的减小,Mg-Zn-Ca合金在高温压缩变形过程中的应变速率敏感性增加,主要的变形机理为晶界扩散控制的位错蠕变机制。ECAP变形后的合金中存在着大量的非平衡晶界,为变形提供了额外的驱动力,因此变形激活能较低。