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镁合金是目前最轻质的金属结构材料,在当前节能减排的大背景下有望在未来工程领域中获得更为广泛的应用。由于镁合金Hall-Petch常数高达320MPam0.5,细晶强化也被认为是镁合金最为有效的强化手段之一。本文致力于获取镁合金的细晶组织以求改善镁合金的力学性能。根据最新镁合金晶粒细化的研究成果和课题组之前所获得的实验结果,本文设计了160°等通道转角挤压模具（Equal Channel Angular Pressing,ECAP。ECAP变形处理后的试样按照其挤压温度和挤压道次命名,如100℃下ECAP变形3道次命名为100℃-3）,其较小的单道次应变量能够实现对AZ61镁合金的低温累积变形。本次试验设计了两种晶粒细化工艺:其一是分别在100℃,150℃,200℃和250℃下ECAP累积变形获得变形组织,而后进行电脉冲处理（Electropulsing Treatment,EPT。EPT处理后的试样按照脉宽和处理时间命名,如脉宽为30μs处理时间为5min命名为30μs-5min）获取细晶组织（命名为ECAP+EPT）;其二是在150℃下ECAP变形八道次而后降低温度在100℃下ECAP变形3道次,然后采用电脉冲处理获取细晶组织（命名为ECAP-va+EPT,va表示variable temperatures）。本文通过低温ECAP变形获取了具备高变形储存能的试样:100℃-4试样和150℃-4试样,而在200℃和250℃下ECAP变形由于AZ61发生了完全再结晶储存能释放。当输出脉宽为30μs,处理时间为10min时,EPT处理后的100℃-4试样晶粒细化到7.73μm,并获得了较高的综合力学性能,屈服强度达到275MPa,抗拉强度达到380MPa。采用ECAP-va+EPT工艺处理AZ61镁合金后结果发现当脉宽为25μs,电脉冲处理10min后,试样平均晶粒尺寸为1.8μm,屈服强度达到335MPa抗拉强度达到了440MPa,综合力学性能优良。本实验设计的两种工艺晶粒细化效果有较大差异,ECAP-va+EPT所得的晶粒度要远远低于ECAP+EPT,显示塑性变形阶段完全动态再结晶晶粒细化对最终细晶组织的获取有重要影响。本文基于电脉冲过程中晶粒长大的动力学模型分析认为由于100℃-4样品孪晶和剪切带间距过大,电脉冲处理过程中新形成的细小晶粒会迅速吞噬变形带之间的未变形组织而长大,因此ECAP+EPT的工艺方法所获得试样晶粒度要远远大于ECAP-va+EPT的工艺。另外本文发现电脉冲处理脉宽对再结晶的启动有重要作用,只有当脉宽超过临界脉宽,再结晶才可以发生,单纯延长处理时间不会诱发再结晶,只会使得已经再结晶的晶粒继续长大。增大脉宽可以提高电脉冲系统自由能,进而增加形核率,因此在脉宽临界值以上可以适度通过增加脉宽降低电脉冲处理时间进而获得细晶组织。