具有六方结构的镁合金塑性加工能力差、强度低，塑性加工产品有显著的各向异性，极大地限制了镁合金的应用。多向锻造可以产生极大的累积应变，弱化各向异性，是调控及改善金属材料组织和性能的重要方法，因此，研究室温多向锻造加工对镁合金组织、织构和力学性能的影响具有重要意义。本论文以铸态ZK60镁合金为研究对象，利用室温9道次（道次应变量3%和6%）三向（锻造方向依次命名为X、Y、Z方向）锻造加工对固溶处理后的试样进行预变形处理，随后对试样进行时效处理，通过预变形中形成的孪晶片层细化晶粒，预变形中产生的缺陷促进时效过程中沉淀相形核。本文系统研究了经过不同处理后试样的力学性能及拉伸压缩屈服不对称性，综合利用X-射线衍射分析、扫描电子显微分析和透射电镜（TEM）系统研究了多道次三向锻造对微观组织、织构的影响。研究结果表明：（1）多向锻造形成了大量位错和孪晶，形变孪晶有效的细化晶粒，位错导致了显著的加工硬化，后续时效处理材料使材料内部发生回复，位错密度降低，试样时效硬度随时效时间延长而降低。（2）预变形处理可以有效的提高材料沿X、Y和Z方向的拉伸和压缩屈服强度，随着道次变形量的增加，各方向的拉伸和压缩强度进一步升高，不同方向上强度的提高有所不同。其中，Z方向的抗压强度提升最大，Y方向抗压强度提高最小；X方向的抗拉强度提升最大，Z方向的抗拉强度提升最小。（3）多道次三向锻造加工会产生择优分布，但不同于常见的基面织构，晶粒c轴主要分布于X轴、Y轴和Z轴附近，同时产生显著的柱面择优。多向锻造后的材料仍具有各向异性，沿同一方向有较小拉伸压缩屈服不对称。不同方向的拉压屈服不对称性与加载路径有密切关系。（4）多向锻造显著影响后续时效过程中沉淀相析出。预变形可以有效地促进沉淀析出，道次变形量越大，第二相析出量越多、尺寸越大。棒状沉淀相易于在晶粒内部析出，而较大片状基面沉淀则易于在孪晶界面上析出。