挤压AZ31镁合金具有成熟的生产工艺以及十分广阔的应用前景。但由于镁合金具有密排六方晶体结构,滑移系少,塑性变形能力差,应用范围受到限制。超塑性是提高AZ31镁合金塑性加工能力的重要途径。本文系统研究了AZ31合金的超塑性性能,深入分析了超塑性变形机理及其本构方程,建立了变形机制图。结果表明:当应变速率=5×10^-4s^-1时,420℃时具有最大伸长率。当应变速率较高时,应变速率敏感指数m值是影响超塑性的主要参数;当应变速率较低时,空洞是影响超塑性的主要因素。AZ31镁合金的超塑性变形机制随温度和应变速率不同而发生变化。温度为400℃—420℃,应变速率较低时属于溶质拖曳的位错蠕变机制。当应变速率较大时,属于攀移控制的位错蠕变机制。温度为420℃—440℃时,以晶格扩散控制的位错蠕变为主。提出了采用间断变形工艺提高AZ31镁合金超塑性的思路。实验研究了间断变形工艺参数对AZ31镁合金超塑性的影响,结果表明:温度为400℃—420℃,应变速率小于5×10^-4s^-1时,间断变形工艺可以显著提高AZ31镁合金的超塑性。420℃,应变速率2.5×10^-4s^-1时,AZ31镁合金的超塑性伸长率可达300%。计算了AZ31镁合金的空洞临界半径;分析了DIF,SPD和PLA三种空洞长大模型的空洞体积分数与应变、应变速率敏感指数以及空洞密度的关系。结果表明:间断变形工艺减少了空洞数量,因此减少了空洞体积,结果提高了超塑性延伸率。