本论文首先利用复合挤压制备了高强Mg AZ31/Al7050复合棒材，并对复合棒材的微观组织、力学行为和拉压屈服不对称行为进行了系统的分析。其次，在高强Mg AZ31/Al7050复合棒材的基础上设计了不同结构的芯部，着重研究了不同芯部结构对 Mg/Al复合棒材的组织和力学性能影响。此外，研究了不同的铝合金外套的强度和体积分数对 Mg/Al复合棒材在压缩过程中的变形行为和力学行为的影响。最后，系统研究了Al6082/Al7050、Mg AZ31/Mg ZK60、Mg AZ31/Al7050三种不同的复合棒材在拉伸和压缩过程中力学行为的混合法则，揭示了复合材料中的界面特征（没有扩散层或者很薄的扩散层或者很厚的扩散层）和两组元的加工硬化行为对混合法则的影响。本论文的研究结果表明：　　（1）高强铝合金芯显著影响Mg AZ31/Al7050复合棒材的微观组织、力学行为和拉压屈服不对称行为。跟单一的镁合金坯料的挤压相比，Mg/Al双金属坯料的复合挤压不改变镁组元典型的挤压纤维织构（大多数晶粒的c轴垂直于挤压方向，呈现柱面择优（<101_0>//ED或者<112_0>//ED）），但是能够有效地细化镁组元的晶粒。跟单一的镁合金棒材相比，Mg/Al复合棒材有更高的拉伸屈服强度和压缩屈服强度，并且塑性没有明显的降低。随着铝合金的体积分数增加到33.8%，Mg/Al复合棒材的拉伸屈服强度和压缩屈服强度相应的增加了61%和214%，而且复合棒材的密度跟单一的镁合金棒材相比只增加了16%。高强的铝合金芯和镁合金外套的晶粒细化共同导致了 Mg/Al复合棒材具有较高的强度。跟单一的镁合金棒材相比，Mg/Al复合棒材具有较低的拉压屈服不对称性。并且随着铝合金的体积分数的增加，Mg/Al复合棒材的拉压屈服不对称性进一步降低。镁组元的晶粒细化和铝合金的存在共同导致了Mg/Al复合棒材存在比较低的拉压屈服不对称性。　　（2）芯材结构的改变会诱发高强Mg AZ31/Al7050复合棒材产生不同的强化效果。三种不同的芯部结构（单芯、三芯、环形）的高强 Mg/Al复合棒材在压缩过程中有着明显不同的强化效果，然而在拉伸过程中的强化效果比较相似（屈服强度提高了22-24 MPa）。环形的芯部结构（铝合金体积分数约为16%）具有最大的强化效果（屈服强度提高了57 MPa），三芯的芯部结构具有最差的强化效果（屈服强度提高了37 MPa），单芯的芯部结构的强化效果在两者之间（屈服强度提高了45 MPa）。　　（3）不同铝合金外套的Mg/Al复合棒材的压缩流变曲线的形状跟铝合金外套的强度和体积分数紧密相关。当7050外套的体积分数达到78.7%时，7050/AZ31复合棒材的压缩流变曲线中的平台形状完全消失。然而1100外套的体积分数达到86%时，1100/AZ31复合棒材的压缩流变曲线中的这个平台形状仍然存在。所有1100/AZ31复合棒材的压缩流变曲线中都出现了应力剧烈的波动，然而这个波动没有出现在7050/AZ31复合棒材的曲线中。此外，铝合金外套的强度和体积分数很难影响压缩过程中镁组元的{101_2}孪生变形行为。跟软的1100外套相比，硬的7050外套有利于整个复合棒材的均匀变形，减少了Mg/Al复合棒材在界面处的开裂。　　（4）双金属复合棒材的力学曲线的混合法则与界面特征（没有扩散层或者很薄的扩散层或者很厚的扩散层）和两组元的加工硬化行为密切相关。当两组元有一个相似的加工硬化行为时，不论界面特征如何，复合棒材的力学曲线都非常接近于混合法则预测的曲线。当两组元的加工硬化行为有很大差异时，混合法则的适用性则主要依赖于两组元间的扩散层厚度。当扩散层厚度很薄时（约为10μm），不论铝组元体积分数如何，试验的力学曲线都非常接近于混合法则预测的曲线。相反地，当扩散层厚度很厚时（约为300μm），试验的力学曲线跟混合法则预测的曲线之间存在较大的偏差，这个偏差主要是由于厚界面在开裂过程中载荷传递较差导致的，并且这个偏差随着铝组元体积分数的增加而显著降低。然而，不论两组元的加工硬化行为和界面特征如何，试验的屈服强度都非常接近于混合法则预测的值。