在当前能源危机和人类需求多样化的背景下,镁合金作为最轻的金属结构材料和其丰富的储量而备受关注,但是由于镁合金在室温下塑性较差,而且其强度也较低,限制了它的推广应用。根据经典金属学原理可知,晶粒细化不仅可以改善材料的塑性,同时可以提高材料的强度,因此,本论文试图采用晶粒细化法改善镁合金的性能。电脉冲处理是一种新兴的材料处理方法,其具有输入能量大,效率高等特点。近年来,应用电脉冲处理细化材料的微观组织已取得了良好的效果。因此,本文应用高能电脉冲处理轧制变形态的AZ31B镁合金,首先,通过控制室温轧制变形量、脉冲宽度、脉冲时间等实验参数,利用正交试验的方法,研究电脉冲处理参数对微观组织(再结晶分数、平均晶粒尺寸)的影响,并测定力学性能。其次,通过控制脉冲宽度,考察试样的再结晶组织转变过程,并从理论上分析电脉冲处理的热效应和非热效应对变形镁合金再结晶晶粒形核与长大以及再结晶机理的影响。再结晶分数分析表明,轧制变形量和脉冲宽度对再结晶分数的影响较大,再结晶分数随着二者的增大明显升高,而脉冲时间对再结晶分数的影响相对较小;平均晶粒尺寸分析表明,轧制变形量对平均晶粒尺寸影响较大,脉冲宽度和脉冲时间对其影响相对较小;热效应分析表明,试样表面温度受脉冲宽度和轧制变形量的影响较大,随着脉冲宽度和轧制变形量的升高,试样表面温度急剧上升,而受脉冲时间的影响相对较小。通过分析选出的最优参数为室温轧制变形量38%、脉冲宽度70μs、脉冲时间10 min,在此条件下处理试样,其晶粒尺寸由原始材料的140μm细化至6.8μm,极大的改善了微观组织。力学性能测试表明,38%室温轧制变形量试样由于变形量过大而导致的内部微裂纹严重弱化了其力学性能,但是次优参数室温轧制变形量30%、脉冲宽度70μs、脉冲时间10 min试样的性能改善也非常明显,抗拉强度提升至341 MPa,伸长率达到了11.6%。组织演变分析表明,随着脉冲宽度的增大,变形组织逐渐发生再结晶,且再结晶转变过程为:孪晶再结晶、孪晶和晶界再结晶、整体再结晶、晶粒长大。再结晶机理分析表明,电脉冲处理是通过热效应与非热效应共同作用促进再结晶,且非热效应是促进再结晶的主要原因,非热效应降低了再结晶形核势垒,降低了原子扩散激活能,提高再结晶形核率,进而加速了再结晶。