镁合金以其比强度高、密度低、减震性能与屏蔽性能好、易回收及工艺性能优越等一系列的特点,近些年来正成为金属材料研究领域的一个热点。由于早期镁合金被用在不计成本的军事工业中,因而对其开发应用不够广泛,基础研究也不充分。这就给镁合金的生产应用带来了很多问题。开发新的高性能镁合金系列是目前研究的主要趋势,但对现有镁合金系统进行适当的工艺处理也可能成为改善材料性能的廉价而有效的方式。形变和热处理是主要结构金属材料获得产品性能的主要方法。本论文工作把形变和热处理这两种改善材料性能的有效方式结合起来,对目前应用最广泛的镁合金AZ91D进行了较系统的工艺探索。实验中首先分别研究了变形和热处理对材料性能和微观组织的影响。变形过程主要讨论了不同工艺参数下的动态再结晶的组织细化行为;热处理则着重研究了材料的时效硬化效果。随后根据对形变再结晶和热处理强化过程的讨论结果,把形变和热处理两种方式结合起来,通过合适的形变和热处理工艺参数的搭配,以性能和微结构为衡量手段,逐步优化工艺,最终得到了择优的形变热处理工艺路线,过程中综合讨论了形变过程和时效热处理后沉淀相之间的相互作用,相互作用的结果使得材料的性能得到了更进一步的提高。在对AZ91D的形变热处理工艺中,通过一系列的工艺演化,最终通过两步时效与变形结合的复合工艺,使得合金组织明显细化,材料的最终硬度较原始材料大大提高,这样使其机械性能和工艺性能都得到了显著的提高。