镁合金由于其密度低、比强度和比刚度高、良好的导电导热性能、出色的阻尼减震性能以及优异的生物相容性，在航空航天、生物医疗、数码通讯等领域中有着广泛的应用，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。而和其他合金成分和含量的镁合金相比，AZ31镁合金的应用最为广泛，工业化生产工艺也最成熟，因此，这也促使众多研究者针对AZ31镁合金的力学行为及其变形机制进行了大量的探索，从而实现镁合金力学性能的提高。不过，对于镁合金力学性能的优化与本质机理，一直以来研究得还不是很深入。另外，镁及其合金是非常典型的密排六方金属，在加工与服役过程中比较重要的两类变形方式分别是滑移和孪生。它们的晶体结构对称性较低，沿着不同方向会呈现出力学性能的各向异性，以及引起拉伸与压缩屈服强度的不对称性。同时，经过不同加工工艺制得的镁合金，其织构类型存在较大的差异，而织构也会引起镁合金力学性能的各向异性。本文选取了一种部分退火的轧制态AZ31镁合金作为主要的研究对象，选取挤压态镁合金和完全退火的轧制态镁合金作为参照材料，采用基本的室温拉伸、压缩等实验手段，对镁合金的变形行为、力学性能以及强韧化现象等方面开展了系统的实验研究。通过深入分析与理论计算，对镁合金的力学行为各向异性和强韧化机制有了更深的认识和理解，为变形镁合金力学性能的提高提供了新的思路和途径。　　(1)通过对轧制态细晶AZ31镁合金三组取向试样(RD、45°和TD)的拉伸与压缩行为观察与分析，并配合金相观察、宏观与微观断口观察、EBSD织构演化、Lank ford系数计算以及EVPSC模型模拟的结果，发现轧制态AZ31镁合金在轧制过程中形成了椭圆形的基面织构，c轴沿着RD方向有一定的倾转角度;同时还形成了一些由孪晶组成的条带。这种织构与微观组织引起了力学行为的各向异性，造成了镁合金强度和塑性随取向角度增加而同步提升。随着取向角度增大，Lank ford系数逐渐增大;断裂方式由剪切断裂向韧性断裂转变，且韧窝变大、增多、加深;织构的{1010}柱面逐渐向六次对称分布转变。再结合EVPSC模型的模拟结果，都证实了TD试样中柱面滑移所占比例较多，造成其强韧化的趋势。而滑移模式的启动是由Schmid因子决定的，椭圆形的基面织构使得TD试样柱面滑移的Schmid因子更大。　　(2)通过对四种不同AZ31镁合金材料的拉伸和压缩行为的观察和分析，并对它们的性能进行对比，结合理论计算、金相与织构观察、EVPSC模拟等手段，发现由于织构类型的差异，轧制态镁合金在拉伸时都可以表现出随取向角度的增大强度和塑性同步提升的趋势，而挤压态镁合金仍然遵循着传统的强度—塑性倒置关系。同时提出了柱面滑移引起轧制态镁合金强韧化的本质原因:Ⅱ区晶粒进行柱面滑移所需更高的外加应力造成了强度的提高，Ⅰ区和Ⅱ区晶粒的柱面滑移沿着长度方向更大的位移分量造成了塑性的提高，从而实现了镁合金的强韧化。计算得到了临界倾转角度12.7°，用于判定基面和柱面滑移的启动与否。　　(3)通过观察与分析轧制态细晶AZ31镁合金材料在五种不同应变速率下的拉伸行为，并对它们的力学性能进行对比，结合断口形貌、加工硬化指数、TEM观察等手段，发现不同取向角度的镁合金试样在不同应变速率下呈现出比较复杂的力学行为，整体上可以将它们分为六个区域。不同应变速率下的断口形貌、加工硬化指数等可以很好地同它们的力学行为对应起来。滑移系（特别是柱面滑移）的启动比例影响着试样在不同应变速率下的强度与塑性。