纯金属镁的密度约为1.7g/cm3,镁合金的密度也较轻,仅为铝合金的2/3。镁合金具有比较高的比强度、比刚度和比弹性模量,切削加工性能良好,在汽车、计算机、家电、航空航天等领域有广阔的应用前景。但镁合金是密排六方结构,在室温下塑性较差,这严重制约了镁合金的发展。等通道弯角挤压变形是在70年代提出,并在近年来得到广泛研究的一种剧烈塑性变形方法。与其它剧烈塑性变形方法相比,等通道弯角挤压工艺能够获得无孔洞的材料,且工艺简单,在不改变横截面尺寸的情况下可以细化晶粒,改善材料性能,最终生产出具有超塑性的材料,具有极高的科研价值。本文分别对镁合金AZ31方形挤压件等通道弯角挤压变形进行了有限元模拟和实验研究,有限元模拟的目的是理解等通道弯角挤压的变形特点,优化工艺参数,并在此基础上进行模具设计和实验设计。实验完成以后,利用光学显微镜观察挤压前后挤压件显微组织的变化情况,并对挤压件进行硬度测试和拉伸试验,通过硬度值的变化和应力应变曲线分析镁合金挤压前后力学性能的变化,最后归纳总结等通道弯角挤压对镁合金塑性的影响规律,确定合理的工艺参数。通过有限元模拟发现单道次挤压时挤压载荷行程曲线可以分为三个阶段,即挤压初始阶段、载荷增加阶段和挤压稳定阶段。通过分析挤压件等效应变分布特点(包括等效应变的大小和均匀性),发现当模具拐角为90°,模具圆心角在30°左右时,得到的挤压件变形较为均匀,挤压载荷大小也较为合理。而摩擦力作为有害因素,应尽力避免,在实验过程中要做好挤压件和模具之间的润滑工作,以便提高模具寿命。由于镁合金AZ31要在高温下进行挤压,所以要选择在高温下不易挥发的润滑剂,以保证挤压的顺利进行。通过对挤压件显微组织的观察和力学性能的测试发现,等通道弯角挤压可以有效地细化晶粒,改善挤压件的塑性。但一道次的挤压难以达到优良的效果,必须进行多道次的挤压累积足够的变形以后,才能得到分布均匀的组织。挤压件的硬度值、抗拉强度和屈服强度随挤压道次的增加而降低,延伸率随挤压道次的增加而增加。挤压到一定道次以后,相邻道次之间的晶粒细化效果不再有明显的变化,与力学性能有关的值也逐渐稳定。不同的挤压路径也会对挤压造成不同的影响,经过实验分析发现,按照路径B进行挤压时得到的挤压件晶粒细化效果、组织分布均匀性较好。路径A挤压时细化的晶粒呈长条状,没有实用价值。路径C挤压时细化的晶粒既有长条状,又有等轴晶,细化效果介于路径A和路径B之间。