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镁合金由于具有密度低、电磁屏蔽等优点，已被应用到汽车、通信、电子设备等制造领域，但镁合金抗拉强度低的问题限制了其进一步的推广和应用。根据金属学原理，当金属材料的晶粒尺寸细化到一定程度时，其抗拉强度会明显提高。因此，开展制备细晶镁合金的工艺研究有着非常重要的意义。采用约束模压温形变方法细化AZ31镁合金晶粒，分析再结晶退火处理、约束模压温形变处理以及去应力退火处理对AZ31镁合金的晶粒和力学性能的影响，探索提高AZ31镁合金力学性能的途径，拓展AZ31镁合金的应用范围。通过对比分析微观组织的细化和力学性能的改善，确定了有利于AZ31镁合金约束模压变形的再结晶退火工艺。经实验研究发现：经275℃×60min的再结晶退火处理，试样的微观组织均匀且晶粒细小，平均晶粒尺寸由29.8μm减小到19.8μm，断后伸长率由9.6%提高到17.72%。选定275℃×60min作为AZ31镁合金约束模压形变前的退火处理工艺。采用有限元模拟软件DEFORM-3D对约束模压的变形过程进行了仿真模拟，分析了约束模压压弯变形后板料等效应变的分布及大小；运用金属塑性变形理论，计算了等效应变的理论值。结果表明：板料约束模压变形区的等效应变理论值为0.58，DEFORM-3D模拟结果表明板料内部的等效应变分布均匀，而且模拟的等效应变数值与理论值结果一致。论文重点研究了约束模压温形变处理对AZ31镁合金板料的晶粒细化和力学性能的影响，以及260℃×15min去应力退火处理对约束模压形变试样的晶粒和力学性能的影响。结果表明：经过一道次的约束模压温形变处理，AZ31镁合金的平均晶粒尺寸由19.8μm细化到9.2μm，细化程度高达53.54%。随着晶粒的细化，试样的强度得到了提高。抗拉强度和屈服强度分别由240MPa和132MPa提高到285MPa和155MPa。试样的断后伸长率由17.72%下降到12.29%，而硬度由55.84HBW提高到69.16HBW。如一道次约束模压温形变的AZ31镁合金试样经260℃×15min的去应力退火处理，其平均晶粒尺寸由9.2μm增大到10.3μm，抗拉强度和屈服强度分别由285MPa和155MPa降低到280MPa和143MPa，但断后伸长率由12.29%提高到了16.2%，此时试样的硬度值是58.48HBW。