镁合金是极具潜力的结构材料，但多数镁合金具有密排六方（hcp）晶格结构，室温下变形时可启动的滑移系少，表现出低的成形性能。细晶有助于协调滑移和抑制孪生。而异步轧制技术的研究和发展，将为制备细晶镁合金提供简单而可行的工艺，从而为镁合金的强塑性变形提供理想的微观组织。 本文通过对纯铝及AZ31镁合金异步轧制模型的研究，证明了异步轧制时剪切变形的存在，而且由于剪切变形，可以大幅提高材料变形时的总应变。相同速比下，随着异步轧制压下量的增加，其倾斜角增大，导致总应变增大。同一状态、不同速比下异步轧制：压下量相同条件下，当速比n为1.5时，倾斜角最小，而速比n为1.27及2.1时，其倾斜角基本一致，略大于速比1.5时的倾斜角。 用异步轧制方法细化镁合金晶粒，得到超细晶粒镁合金板材，从而提高镁合金的力学性能，并促进镁合金的工业应用。固溶处理后经异步轧制，材料整个纵截面晶粒呈长条状，且有向快辊面方向倾斜的趋势；而固溶+时效处理后经异步轧制，材料整个纵截面晶粒呈等轴状，与固溶后异步轧制相似的是，晶粒在整个纵截面均呈不均匀分布。 同步轧制后，材料中的晶粒基本呈等轴状。异步轧制后，材料中心部晶粒基本呈等轴状，靠近快速辊和慢速辊部位的晶粒主要为长条状，且有一定的倾斜，并存在有大量的孪晶。材料纵截面靠近快速辊的部分晶粒最细小，其次是靠近慢速辊的部位，而中轴部的晶粒最大。且随着异步轧制温度升高，其轧制后平均晶粒尺寸增大。经异步轧制后，靠近快辊面显微硬度明显高于其它部位的硬度值，其次是靠近小辊面的硬度值，中轴部显微硬度值最低，而快辊面与中轴部及慢辊面与中轴部处的显微硬度处于两轧辊面与中轴部显微硬度之间。随着退火温度的升高，材料的晶粒明显长大。 异步轧制后，试样断裂均未出现明显的紧缩现象；相对于固溶处理后同步轧制，固溶时效处理后同步轧制无论是强度还是塑性均有所下降。然而，相对于固溶处理后异步轧制，固溶时效处理后异步轧制，其强度和塑性均有所提高，特别是伸长率提高了近一倍。拉伸试样的整个断面呈现韧窝与解理断裂共存的形貌，可知，其既有韧性断裂，也存在解理断裂。