镁及其合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”,是目前工程应用中最轻的金属结构材料,其中变形镁合金较铸造镁合金具有更为优异的力学性能,理应具有更广泛的应用领域,但与其他金属结构材料相比,大部分镁合金绝对强度仍较低,如何改善其力学性能一直是国内外研究的热点。因此,制备兼具低成本和高性能的镁合金具有广阔的市场前景。本文针对现有商用镁合金力学性能的不足,选取商用AZ80镁合金为研究对象,在引入预挤压变形后对其进行二次成形(二次挤压和槽轧变形),详细分析了预挤压过程对各自显微组织和力学性能的作用机理,继而对预挤压AZ80合金进行固溶热处理,分别研究挤压变形和槽轧变形前固溶处理对各自显微组织和力学性能的影响规律。在此基础上,成功制备出高性能AZ80变形镁合金,其屈服强度(TYS)、抗拉强度(UTS)和断后伸长率(El.)分别为249 MPa、440 MPa和15.1%。此外,本文还通过高温热压缩实验,系统研究了预挤压AZ80合金的热变形行为。研究发现,预挤压AZ80合金真应力-真应变曲线表现出明显的动态再结晶特征,同时,基于Arrhenius型双曲正弦方程得到了相关本构方程;此外还构建了不同真应变下的热加工图,结果表明应变量对加工性能具有显著影响,结合微观组织分析明确了该合金的最佳加工工艺。研究结果表明:合金在挤压和槽轧变形过程中均发生了动态再结晶,第二相沿变形方向形成热加工流线,同时合金晶粒明显细化且形成强烈的基面织构。引入预挤压变形后,经二次变形制备的合金强度和延伸率显著提高。一方面,对于挤压变形,二次挤压制备的合金(PEE)较铸态直接挤压制备的合金(ACE),其织构强化与固溶强化作用显著增强;另一方面,对于槽轧变形,预挤压变形大幅改善了铸态合金的塑性加工行为,预挤压复合槽轧变形制备的合金(PER)在轧制过程中动态析出的大量纳米级第二相可与轧制过程中破碎的微米级第二相协同强化基体,此外,这些纳米级第二相又可通过钉扎再结晶晶界而抑制再结晶晶粒的长大,故其可大幅提高PER合金的力学性能。变形前的固溶处理可明显提高变形合金的屈服强度,这是由于固溶处理后α-Mg基体的过饱和程度大幅提高而导致固溶强化作用明显增强,同时也显著促进了轧制过程中纳米级第二相的动态析出。