本文采用物理模拟和有限元数值模拟结合的方法，并以其为基础，制定了不同工艺参数下的往复挤压方案，实验研究分析得出了最佳的工艺参数，并进一步研究了组织的热稳定性及其强度（硬度）。通过对ZK60镁合金的流变行为研究，基于动态材料模型建立ZK60镁合金的热加工图，并由应变硬化曲线确定了不同参数下的动态再结晶临界应变值，进一步确定了工艺范围，对ZK60镁合金稳态流变应力采用幂指数模型拟合分析得出了稳态流动时的本构方程及变形激活能。在对往复挤压工艺进行理论分析的基础上，通过实验和分析，得出往复挤压组织均匀性和力学性能的影响因素,研究表明变形参数对屈服强度的影响是织构变化引起的Taylor因子的减小产生的强度弱化，与Mg-Zn相的析出引起的Orowan强化的综合效果；与此相比，晶粒细化强化效果很微弱；同时，高温时Ostwald粗化和晶粒长大会造成屈服强度的下降。本文试验结果不能直接用Hall-Petch关系解释；基于细晶、均匀组织、较少析出相及各项同性的要求，确定了往复挤压最佳工艺范围为最佳工艺范围为温度250℃-300℃、挤压比4-8、挤压道次为8道次。本文采用T5方式对往复挤压后挤压件进行变形后热处理，研究了不同时效温度和时效时间下的热处理工艺，以硬度为指标研究了往复挤压后组织的热稳定性，分析表明，硬度值由保温期间晶界贡献值的降低与析出相Orowan强化硬度的升高共同决定，同时高温下易发生Ostwald粗化，因此不宜采用高温时效；去除晶界等硬度贡献值，求得了析出相的硬度贡献值，发现析出相Orowan强化效果在本文研究范围内随时间的延长不断增强。在时效时长不超过8小时时，得出最佳时效温度区间为150℃-200℃，本文研究范围内的最佳工艺参数为200℃×8h，硬度达到83.6HV。