AZ91D系铸造镁合金，以其密度小、比强度和比刚度高、尺寸稳定性和电磁屏蔽性好等一系列的优点，在很多领域得到广泛应用。由于AZ91D镁合金化学性质活泼和塑性变形能力差，所以需要寻求一种较合适的半固态制备方法。基于以上原因，本文利用新SMIA法(等径道角挤压+等温处理)对AZ91D半固态坯进行了制备，并且以枪械部件托弹板为切入点，对AZ91D半固态坯的制备、半固态等温压缩中的力学行为及托弹板触变模锻成形等进行了深入的理论探讨和实验研究。 　　本文采用等径道角挤压(ECAE)工艺对AZ91D镁合金铸坯进行了晶粒细化处理。利用金相显微镜、透射电镜和材料拉伸机等检测手段，对等径道角挤压工艺对AZ91D力学性能及微观组织的影响进行了研究。揭示出通过ECAE对AZ91D铸坯的力学性能有很大提高，对微观组织有很大细化作用。 　　采用半固态等温处理实验，借助金相显微镜、扫描电镜和图像分析仪等检测手段，对原始铸坯、镦粗和ECAE三种加工状态的AZ91D镁合金材料在半固态等温处理中微观组织演变规律进行了观察。揭示了经过ECAE的AZ91D镁合金在半固态等温处理中微观组织晶粒细小、球化程度好。以此为依据提出新SIMA法制备AZ91D镁合金半固态坯方法。 　　通过大量的高温固态、半固态等温压缩实验和应变速率跳跃实验，研究了镦粗和ECAE两种状态在半固态等温压缩下的力学行为。揭示了ECAE状态的AZ91D镁合金具有较低的变形抗力和较强的变形协调能力，且在高温固态和半固态下均具有温度敏感性和应变速率敏感性；为合理确定托弹板触变模锻过程数值模拟所需材料的模型奠定了基础。 　　结合ECAE状态AZ91D镁合金在高温固态和半固态下不同温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线，利用Deform-3D软件对AZ91D托弹板触变模锻过程进行了三维热力耦合粘塑性有限元分析，得到了各工艺参数对材料触变模锻过程的影响规律，为托弹板制件触变模锻成形工艺参数的确定提供了科学依据。最后，通过生产性的工艺实验，采用触变模锻成形工艺，在较低吨位的压力机上成功的制造出最薄处壁厚为2mm的AZ91D镁合金托弹板制件，进一步验证了此工艺的可行性，并对各工艺参数对托弹板制件的力学性能的影响进行了研究。