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镁合金作为最轻的金属结构的材料,已大量运用于交通运输、航空航天领域。特别是变形镁合金,由于其极高的比强度和优良的韧性,必然成为下一代新型镁合金的发展重点。通过对变形镁合金的挤压、轧制、ECAP (Equal Channel Angular Pressing)、锻造等加工工艺,可以细化晶粒,明显提高材料的综合力学性能。但镁合金作为结构件,必然会受到循环应力/应变的作用,为了保证材料的安全,必须对镁合金的低周疲劳性能进行研究,从而揭示其疲劳损伤规律和失效机理。本文对常规挤压AZ31镁合金进行多面循环轧制、ECAP及深冷处理,对粗晶铜进行ECAP及深冷处理,通过静态力学实验、低周疲劳实验、断口形貌观察等手段,研究材料内部微观组织结构(晶粒度、织构、第二相等)、变形机制对镁合金低周疲劳性能的影响。并对AZ80镁合金合金进行固溶与时效等处理,比较两种材料在低周疲劳下不同的棘轮行为,得出以下结果：(1)AZ31挤压态镁合金经过多面循环轧制后,力学强度明显提高,并产生一定数量的孪晶,使基面织构弱化。疲劳过程中,相较挤压态,有更多滑移系开动,孪生-退孪生现象有所减弱,但仍表现出循环硬化行为,疲劳寿命明显高于初始挤压态AZ31镁合金。(2) ECAP与ECAP深冷处理的镁合金样品,相较初始挤压态,晶粒明显细化,深冷处理后晶粒更加细小,硬度值更高,材料均显现明显的循环硬化行为。在应力幅小于0.6%的低周疲劳实验中,深冷处理的疲劳寿命明显提高。在应力幅高于0.8%的低周疲劳实验中,深冷处理样品的拉伸平均应力明显提高,疲劳寿命降低。(3) ECAP与ECAP深冷处理的粗晶铜,晶粒细化显著,低周疲劳均呈现循环软化显现。深冷处理的疲劳断口的疲劳条带间距更小,展现更高的疲劳寿命。(4)AZ80时效后析出第二相能提高时效样品的力学强度,同时降低了材料的拉压不对称性。在棘轮实验中,固溶样品展现出循环硬化的棘轮行为,而时效样品展现出一定循环软化的棘轮行为,棘轮应力门槛值明显提高。