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本文以Mg-4Zn-0.5Ca（ZX405）合金为基体,纳米TiCp作为增强相,采用超声波辅助半固态搅拌铸造法制备了xTiCp/ZX405（x=0.2,0.5,1,2 wt.%）镁基纳米复合材料,并对其进行热变形。系统地研究了热变形工艺对TiCp/ZX405镁基纳米复合材料显微组织及力学性能的影响规律。研究结果表明:加入纳米TiCp可以显著细化基体晶粒,同时还可以改善Ca2Mg6Zn3相的形貌及分布。随着纳米TiCp含量的增加,铸态纳米复合材料晶粒尺寸逐渐降低,晶界处块状Ca2Mg6Zn3相逐渐细化为颗粒状。当纳米TiCp含量增加到1 wt.%和2 wt.%时,复合材料中出现TiCp聚集,这导致纳米复合材料的强度及延伸率降低。当TiCp添加量为0.5 wt.%时,纳米TiCp/ZX405复合材料具有最优力学性能,其屈服强度（YS）、抗拉强度（UTS）和延伸率（EL）分别为75.7 MPa、204.7 MPa和16%。0.5 wt.%TiCp/ZX405纳米复合材料经挤压（ED）后,晶粒尺寸较铸态时显著细化,且均动态析出MgZn2相。随着挤压温度、挤压速率和挤压比的降低,动态再结晶（DRX）晶粒尺寸逐渐降低,MgZn2相的体积分数逐渐增加。随着挤压温度和挤压速率的降低,0.5 wt.%TiCp/ZX405纳米复合材料的YS和UTS逐渐增加,而EL却逐渐降低。此外,纳米复合材料的YS、UTS及EL均随挤压比降低而增加。当纳米TiCp含量从0.2 wt%增加到2 wt%时,挤压后纳米复合材料的DRX晶粒尺寸逐渐增加,MgZn2相含量逐渐降低。不同含量TiCp/ZX405纳米复合材料经挤压后力学性能显著提高,随着TiCp的增加,细晶强化减弱,热错配强化增强,Orowan强化基本不变,其中由MgZn2相导致的Orowan强化减小,而由TiCp导致的Orowan强化增加。分别在270℃和310℃对0.5%TiCp/ZX405纳米复合材料进行多向锻造（MDF）,结果表明随着锻造道次的增加,DRX晶粒尺寸及体积分数逐渐增加,MgZn2相的平均尺寸及体积分数也逐渐增加。270℃下纳米复合材料的YS逐渐降低而UTS和EL逐渐增加;而310℃下各道次多向锻造后纳米复合材料力学性能却呈相反的变化。对纳米TiCp/ZX405复合材料进行多步变形（MDF+ED）,与MDF后复合材料相比,DRX晶粒进一步细化,MgZn2析出相的体积分数则有所增加。随着挤压前锻造道次的增加,270℃下MDF纳米复合材料经挤压后DRX晶粒尺寸逐渐增加,而310℃下MDF纳米复合材料经挤压时其DRX晶粒尺寸却逐渐降低。挤压变形可以有效细化TiCp/ZX405纳米复合材料的基体晶粒,但挤压过程中析出的MgZn2相体积分数较低;MDF同样可以实现细化晶粒组织,并促进动态析出;多步变形（MDF+ED）则结合两种变形的优势,有利于获得细晶组织的同时析出更高含量的MgZn2相。3MDF310+ED纳米复合材料具有最优力学性能,其YS、UTS和EL分别为404 MPa、450.3 MPa和5.2%。