为适应新世纪制造业的创新和发展,汽车、航空航天及军工等领域对结构材料的轻量化、高性能、低能耗等要求不断提高。镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有比强度、比刚度高等优点。ZK61镁合金属于高强度镁合金,晶粒细小、耐热性强及耐腐蚀性强。镁合金和带内筋筒形件相结合可从材料和结构两方面有效满足结构件轻量化、高强度的要求。但镁合金常温塑性差,带内筋筒形件在塑性成形中存在内筋充填成形困难等问题。旋压成形是逐点连续塑性变形的成形方法,可有效提高材料塑性,采用热强旋工艺是克服镁合金常温塑性差和实现带内筋筒形件成形的有效途径。因此对镁合金带内筋筒形件热强旋成形工艺进行研究,对于控制缺陷的产生、提高旋压件成形质量具有重要的理论价值和实践意义。本文提出采用固溶处理方法消除ZK61镁合金挤压态管坯组织不均匀性,研究了固溶参数对镁合金组织和力学性能的影响;基于高温单向压缩试验,构建了基于动态材料模型的固溶态ZK61镁合金热加工图,分析了镁合金变形行为和流变失稳。为实现结构管件的轻量化、高强度化,设计了筋高为4mm、筋宽为4mm、筋数为12的梯形内筋筒形件,并进行了热强旋成形工艺分析和工装设计,提出采用圆度、直线度、筋背凹陷率、内筋饱和度及筋高不均匀度评价指标对带内筋筒形件成形质量进行有效描述。基于ABAQUS软件,对镁合金带内筋筒形件热强旋成形进行了有限元模拟,研究了热强旋成形中旋压件的应力应变和材料流动规律。基于热强旋成形工艺,分析了镁合金带内筋筒形件的成形缺陷,研究了工艺参数对带内筋筒形件热强旋成形质量及组织的影响。研究结果表明:ZK61镁合金在425℃×60min条件下固溶处理可有效改善组织均匀性;在250³00℃,ZK61镁合金流变应力存在加工硬化、动态软化及稳态流变阶段,在350⁴50℃,镁合金流变应力进入稳态阶段后再次上升硬化;ε=0.6的热加工图中应变速率≤0.1s^-1时镁合金功率耗散率η≥30%,有利于动态再结晶,相同温度和应变速率下功率耗散率随着应变量增大而减小,动态再结晶减缓,在温度≤425℃、应变速率≥1s^-1范围内出现流变失稳区,随着应变量增大流变失稳区增大。镁合金带内筋筒形件热强旋成形有限元模拟结果和实验结果基本吻合,旋压件壁部材料减薄程度比筋部材料更大,壁部材料沿径向压缩变形,沿切向和轴向伸长变形,筋部的外层材料变形情况与壁部相同,内层材料则沿切向压缩变形,沿径向和轴向伸长变形。镁合金带内筋筒形件热强旋成形主要存在筋背凹陷、筋高不均匀及内筋表面橘皮等缺陷;温度为300³50℃、进给比为0.4⁰.6mm/r时有利于带内筋筒形件的热强旋成形,对于4mm筋高的筒形件,采用8mm管坯壁厚在减薄率75%情况下可获得饱满内筋,此时壁厚减薄量约是旋压件筋高的1.5倍;在温度为300℃、进给比为0.4mm/r时可获得晶粒细小、组织均匀的旋压件。