建立在大塑性变形理论上的等通道转角挤压(equal channel angular pressing,简称ECAP)工艺是一种的制备超细晶材料的有效方法。但目前研究重点仍停留在该工艺对合金材料组织与性能的影响,在挤压设备的研发、工艺参数的检测及控制以及在实际工业领域中的应用仍未取得重要突破。因此,基于上述问题,本文通过对不同挤压参数条件下的等通道转角挤压进行了理论模拟,揭示了挤压过程中不同挤压参数对等通道转角挤压的影响规律,设计并研发出了适合工程应用的ECAP专用模具,研制出了等通道转角挤压专用设备及其控制系统,有效提高了该工艺的成功率与工作效率,对加速该工艺的推广应用具有重要意义。第一,利用ANSYS建立不同模具结构参数的ECAP有限元模型,对不同模具结构参数条件下的等通道转角挤压过程进行了有限元分析与模拟,研究了不同挤压参数条件下试样表面摩擦应力及材料内部等效塑形应变的大小及分布规律。第二,确定了ECAP过程中挤压力的理论计算公式,利用DEFORM-3D软件对AZ31镁合金进行了不同挤压参数条件下的等通道转角挤压力的有限元模拟,获得了不同挤压参数条件下的挤压力曲线,并分析探讨了不同挤压参数条件下挤压力大小的变化规律。第三,设计并研制出可自行加热的等通道转角挤压模具和等通道转角挤压专用设备;完成了设备控制系统的硬件设计和软件的开发。第四,利用研发出的ECAP专用设备对AZ31镁合金进行了等通道转角挤压试验,将不同挤压参数条件下试样挤压后的外观形貌、试样微观组织变化和挤压力变化曲线与模拟结果进行了对比,证明了有限元模拟结果的正确性;分析了不同挤压参数对试样内部晶粒细化效果的影响。