本文主要对AZ31镁合金板材在不同温度和不同应变速率拉伸状态下的力学性能、断口形貌、微观组织演变以及温热磁脉冲胀形模拟进行了系统的研究,为AZ31镁合金板材温热高速率塑性成形工艺研究提供理论依据。在不同温度下,对AZ31镁合金板材进行了准静态(利用INSTRON万能试验机)和高速率(利用Hopkinson拉杆试验设备)拉伸试验,得到了不同温度与不同应变速率下的应力—应变曲线。研究结果表明:在准静态条件下,随着应变速率的增大,AZ31镁合金板材的屈服强度、拉伸强度均提高,断后伸长率减小;随着温度的升高,AZ31镁合金板材的屈服强度、拉伸强度均降低,断后伸长率明显增加。在高速率条件下,随着应变速率的增大,AZ31镁合金板材的流动应力逐渐增加且明显大于准静态下的流动应力,屈服强度、拉伸强度有一定程度的提高,断后伸长率显著增加;随着温度升高,AZ31镁合金板材的流动应力有一定程度的减小,但没有出现明显的热软化效应,屈服强度、拉伸强度降低,断后伸长率变化不大。通过AZ31镁合金板材在准静态和高速率拉伸试验下得到的应力—应变曲线,构建了AZ31镁合金板材在高速率与不同温度下的Johnson-Cook本构方程:利用金相、SEM等手段,从微观上考察了AZ31镁合金板材在不同拉伸试验条件下的塑性变形行为;分析了不同拉伸试验条件对AZ31镁合金板材试样的断口形貌和金相组织的影响。研究结果显示:在室温准静态下,AZ31镁合金板材断口的微观形貌有河流状撕裂棱、很少量韧窝和解理台阶组成,主要表现为脆性断裂;温度在373K时,断口微观形貌中的韧窝有所增加,表现为韧-脆性断裂;温度达到473K及以上,试样断口微观形貌中可以观察到大量的韧窝,韧窝显著增多、变深,韧窝周围存在较薄的河流状撕裂棱,表现出典型的韧窝聚合型延性断裂。应变速率增大,试样断口微观形貌中韧窝明显减少且变浅,表明AZ31镁合金板材断口微观形貌对应变速率表现出一定的敏感性。在试验温度范围内,高速率动态拉伸试样断裂方式都呈现出韧-脆性断裂。在一定区域内不同程度的分布着大小不一的韧窝特征;并在韧窝周围伴有舌状解理花样,试样微观断口上可以观察到清晰的解理面和解理台阶,并混有一定量的撕裂棱,微观断口表面整体呈现一定量的韧窝。高速率动态拉伸试样断口微观形貌对应变速率变化不敏感。在准静态下,室温时应变速率越低AZ31镁合金板材金相组织中晶粒越细小,孪晶数量越多;温度在373K时,晶粒表现出一定的长条形,应变速率越大孪晶越多;温度在473K时,晶粒明显在拉伸方向被拉长,大量细小的晶粒出现在大晶粒四周;温度在523K时,能够观察到很明显的动态再结晶现象。在高应变速率条件下,整个试验温度都可以观察到孪晶的存在。随着实验温度的升高,孪晶并没有明显减少。在高速率拉伸条件下,孪晶密度比准静态拉伸条件下显著增加,高应变速率明显延长了拉伸试验下孪晶存在的区域,延迟了AZ31镁合金板材动态再结晶的发生。高速率条件下,温度对AZ31镁合金板材的软化效应影响较小。通过ANSYS软件利用松散耦合法建立了AZ31镁合金板材2D磁脉冲温热胀形模型。分析了高应变速率下,温度和应变速率对AZ31镁合金板材塑性加工的影响。模拟结果表明:随着温度的升高,AZ31镁合金板材上的磁流密度降低,电磁力减小,最大成形速度变慢,最大位移高度先减小后增大。软化效应、硬化效应、惯性效应共同作用影响镁合金板材的成形性。高应变速率成为影响AZ31镁合金板材磁脉冲温热胀形工艺的主要因素。