本文通过力学性能测试、光学显微镜观察、扫描电镜观察、透射电镜观察、X-Ray衍射分析等手段,以ZK60镁合金为研究对象,采用合金化、挤压、轧制变形及退火等试验方法,研究了不同轧制方式、轧制工艺参数及退火对ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响,试验结果表明:1.加入Dy、Y（1wt.%,1wt.%）,显著细化了ZK60镁合金的铸态及挤压态晶粒,Y的细化效果优于Dy,两者同时作用细化效果最佳。同时加入后,铸态平均晶粒尺寸由105μm细化至35μm,挤压态平均晶粒尺寸由20μm左右细化至4μm左右。单独添加Dy的合金内形成的第二相主要是与W-相（Mg₃Y₂Zn₃）结构相似的W′-相（Mg₃Dy₂Zn₃）,使合金力学性能略有下降;单独添加Y的合金内生成的第二相主要是I-相（Mg₃YZn₆）,使力学性能有所提高;同时添加Dy和Y的合金由于Dy和Y之间原子相互交换作用,令其形成的主要第二相I-相和W-相（W′-相）的比例发生变化,合金的抗拉强度略有改善,而伸长率明显提高。2.合金经挤压-轧制产生的织构软化和第二相弥散分布使其组织细化、塑性提高,挤压-轧制板材的伸长率为16.7%,比常规轧制板材的9.7%提高了74%;常规轧制过程中形成亚晶强化效果较挤压-轧制过程中的细晶强化明显,常规轧制板材抗拉强度和屈服强度分别为316.56 MPa和133.56 MPa,较挤压-轧制板材的307.10 MPa和124.12 MPa均有不同程度的提高。3.挤压-纵轧工艺有利于减小ZK60变形镁合金的强度各向异性;挤压-横轧工艺有利于减小ZK60变形镁合金的塑性各向异性;改善板材各向异性的最佳退火工艺为300℃/1h。