镁合金是现有金属结构材料中密度最小的轻质结构材料,具有比强度高、比刚度大、易于回收利用等一系列突出优点,因而有着极其重要的应用价值与广阔的应用前景。但是,镁合金塑性变形能力与塑性加工性能差的特点制约着镁合金的应用,因此提高现有各类镁合金材料的强度、改善其塑性,是拓展镁合金应用领域和推动镁合金工业发展的关键。晶粒细化是提高镁合金强度并改善其塑性的最佳途径。采用铸态AZ31镁合金破碎、氢气氛下球磨、真空脱氢的研究工艺路线,制备得到细晶的AZ31镁合金粉末;确定出AZ31镁氢气氛下球磨的最佳球磨工艺条件;通过测定球磨过程氢气压力的变化并结合理论计算得到氢浓度随球磨时间变化曲线;研究了AZ31镁氢气氛下球磨的氢化动力学过程,结合氢化机理分析了影响AZ31镁氢化动力学的影响因素;此外,结合行星式球磨机的能量传输模型建立起氢化过程动力学方程;该方程将各种影响球磨能量传递的因素与反应产物结合在一起,并且与实验结果相吻合。通过XRD分析手段分析了AZ31镁合金充氢球磨不同球磨时间实验前后的相变。利用半峰宽公式计算得到合金粉末的晶粒尺寸,并且通过TEM分析观察得到氢化态以及脱氢后的AZ31镁合金粉末的组织结构,观察得到的晶粒尺寸与通过半峰宽公式计算得到的结果相符;利用SEM分析手段观察得到氢化态粉末形貌。采用相同的组织结构分析方法研究了氩气氛下AZ31镁合金粉末的组织结构变化;分析了充氢球磨可以显著细化镁合金组织的原因;初步研究了氢化态AZ31镁合金粉末的脱氢工艺参数及脱氢后粉末显微结构的变化。