热旋压成形是用于加工高性能金属回转体的精密成形工艺,是成形难变形材料制品的有效方法,被广泛用于航空航天、军工器械和交通运输等行业。本文以AZ3 1B(Mg-3.0%Al-1.0%Zn-0.3%Mn)镁合金为研究对象,分别研究了镁合金轧板的多道次热剪切旋压成形工艺与半连续铸造固溶态筒形件的热强力旋压成形工艺,研究了不同工艺参数对其微观组织与力学性能的影响;并利用ABAQUS建立AZ31B镁合金单道次强力旋压的有限元模型,计算分析了变形过程中材料的流动行为、应力与应变的分布规律,深入探究了 AZ31B筒形件强力旋压过程中微观组织与力学性能的演变规律。AZ31B镁合金轧板通过热剪切旋压成形获得的工件外表面比内表面的晶粒细小均匀,靠近工件底部的晶粒更加细小均匀;其旋压工件在与沿原轧板轧向与横向重合的母线上力学性能的差异显著减小,当旋压温度为340℃、进给率为1 mm/rev时,获得较好的力学性能;经热剪切旋压后AZ31B镁合金晶粒呈现(0001)基面取向,大部分晶粒c轴平行于原轧面法向,由于轴向压应力的作用,少量晶粒的c轴沿轴向发生偏转。AZ31B镁合金筒形件具有良好的热强力旋压成形性能,强力旋压获得的镁合金晶粒的(1010)或(2110)晶面平行于AD-RD平面,晶粒c轴由RD向AD偏转,外表面与内表面的偏转角度小于中间区域;旋压后力学性能的提高是晶粒细化与织构的共同作用实现的。当旋压温度为420℃、进给率为0.1mm/rev、减薄率为45%时获得细小均匀的微观组织,外表面的抗拉强度与屈服强度分别为280 MPa与175 MPa,内表面的分别为266 MPa与153 MPa。模拟结果说明旋压成形过程中,材料承受三向压应力,其在径向产生压缩应变,轴向与周向产生拉伸应变;晶粒尺寸在壁厚方向上呈现由外表面到内表面逐渐增大的趋势,这是由壁厚方向上的应力与应变速率共同决定的;晶粒取向在壁厚方向上的差异则是由旋压成形过程中变形区材料所承受的第一主应力的方向决定的。