镁合金是目前应用最为广泛的金属结构材料，然而其较差的塑性变形能力极大地限制了它们的应用范围。因此如何提高镁合金的塑性变形能力，是一个亟待解决的科学问题。由于塑性变形过程中滑移系有限，低温条件下滑移无法满足Von-Mises准则所需要的5个独立应变分量协调塑性变形，因而孪生成为低温条件下塑性变形的主导机制。然而，由于孪生过程的影响因素很多，对于镁合金中的孪生机制仍然众说纷纭。因此研究普遍应用的AZ31镁合金的孪生行为对于指导镁合金塑性加工有重要的现实意义。本论文利用电子显微表征技术对室温轧制变形条件下AZ31镁合金的变形结构进行了详细的表征和分析，研究了AZ31镁合金中孪晶形成、长大以及动态再结晶过程。本文的主要研究内容如下:　　(1)对AZ31镁合金室温轧制变形时扭折带中孪晶的结构特征进行了分析研究，并探讨了扭折带中的孪生结构形成原因及过程。形变扭折带作为普通滑移和孪生之外的一种变形模式，对镁合金的塑性变形能力有非常重要的作用。轧制变形初期，由于基面位错塞积造成局部应力集中而产生不均匀变形，会形成大量的扭折带结构。持续应力作用下，扭折带界面处及内部会发生{10(1)2}孪晶的形核及长大过程。随着变形程度增大，孪晶会逐渐吞噬扭折带，并在孪晶内形成位错墙不断吸收基面位错，进一步协调塑性变形。此外，在镁合金变形过程中，发现具有{10(1)3}孪晶取向关系特征的形变组织是由“扭折带-{10(1)2}孪晶-位错滑移偏转”三个塑性变形阶段依次演变而成的，并不是{10(1)3}<30(3)(2)>孪生变形的结果。　　(2)对AZ31镁合金室温轧制变形时{10(1)1}压缩孪晶的动态再结晶行为的研究发现，{10(1)1}压缩孪晶伴随的形变不均匀，变形过程中容易造成应力集中，积累应变能，再结晶的驱动力较大，因此，{10(1)1}压缩孪晶是动态再结晶的有效形核点。室温轧制变形时，会发生明显的动态再结晶现象，再结晶可以有效地弱化基面织构。对再结晶晶粒的取向分析发现，只有部分再结晶晶粒保留了压缩孪晶的取向特征，大多数再结晶晶粒的旋转轴发生了不同程度的偏离，取向分布比较混乱，没有明显的择优性。这可能是由于再结晶过程中激活了非基面位错或者再结晶晶粒形成后也经历了一定程度的塑性变形所致。　　(3)对AZ31镁合金室温轧制变形时产生的高指数孪晶的研究发现，室温轧制变形后会在{10(1)1}孪晶内产生高指数孪晶。这类高指数孪晶不是通过传统的孪生模式形成的，而是由“{10(1)1}孪晶-晶格偏转-{10(1)2}二次孪晶”三个塑性变形阶段产生的，产生的高指数孪晶在晶体学特征上仅仅是{10(1)1}一次孪晶内的晶格取向发生变化，孪晶界仍然保留{10(1)1}孪晶界的特征，即高指数孪晶的孪晶界近似平行于(10(1)1)晶面。通过“{10(1)1}孪晶-晶格偏转-{10(1)2}二次孪晶”孪生模型，推测出<2(1)(1)0>晶带轴下可能观察到的其他高指数孪晶有{30(3)2}、{30(3)4}以及{10(1)6}等。但是，塑性变形过程中，位错塞积致使晶格偏转的角度没有明显的规律性，因此经上述三个塑性变形过程并不一定能形成标准的高指数孪晶。