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本文采用等通道角挤压(ECAE)对挤压态AZ31合金20mm×20mm×80mm方形件在160℃至250℃温度范围内进行了不同道次的塑性变形,对ECAE过程实施了数值模拟并分析了变形不均匀性。采用光学显微镜、扫描电子显微镜等研究了挤压态镁合金ECAE变形前后的显微组织变化,采用X-Ray衍射和EBSD(电子背散射衍射)对ECAE变形前后镁合金的织构演变进行了分析,并对ECAE变形前后镁合金的室温以及高温拉压性能进行了测试,在室温和高温下对挤压态镁合金和180°C4道次ECAE变形后的超细晶镁合金进行了不同应变速率的拉伸和压缩试验,并对其变形机理进行了分析,取得如下结果:通过ECAE挤压过程模拟和网格实验,表明了ECAE变形过程中金属宏观流动的不均匀性。材料变形主要集中在模具通道的两拐角处。单道次挤压件纵向和横向变形组织处于不均匀状态,横截面边缘处组织较细小,中心处组织较大,不对称应力的作用导致材料内部组织不均匀,随着道次增加,试样内部组织的细化及均匀程度将变好,随着挤压累积应变的增加,组织差异性明显减小直到不能明显区别。与挤压态AZ31镁合金相比,ECAE变形AZ31镁合金室温拉伸变形时的屈服强度与晶粒大小之间表现出明显的反Hall-Petch关系;室温拉伸及压缩试验中,ECAE变形AZ31合金的拉压不对称性明显减弱;合金室温压缩时表现出应变速率敏感性,并随着变形温度升高,应变速率敏感性因子越大。挤压态AZ31平均晶粒大小为20μm,织构为典型的挤压丝织构,挤压态AZ31合金中的主要变形方式为基面位错滑移和孪生,导致了挤压态AZ31合金中明显的拉压不对称性;ECAE变形后晶粒明显细化,平均晶粒大小为1～2μm,织构相对随机化,导致合金压缩时孪生比率明显下降,其他变形模式比率增加,提高了压缩时变形抗力,降低了材料的拉压不对称性。ECAE变形AZ31镁合金压缩时激活能接近晶界扩散激活能,晶界滑移对合金整体变形行为有不可忽视的影响,一定程度上导致了ECAE变形合金的反Hall-Petch关系以及应变速率敏感性。