本文采用分流式等温镦挤成形工艺,成形了AZ91D镁合金圆柱直齿内齿轮,确定了最佳的成形工艺条件。并且结合Yada模型和Saito模型,在由Pro/Engineer、MSC.Mentat、MSC.Marc、Fortran构成的数值模拟分析平台上,模拟了铸态AZ91D镁合金的塑性体积成形过程。通过分析实验及模拟结果,获得了动态再结晶晶粒大小分布规律,为铸态镁合金体积成形技术的发展和应用提供了可靠的依据。实验证明:采用分流式等温锻造工艺可成形出质量良好的AZ91D镁合金内齿轮。石墨是铸态AZ91D镁合金进行塑性体积成形理想的润滑材料,采用液态润滑剂会造成挤堆。成形载荷随着温度的升高而降低,且呈现出周期性锯齿状载荷-行程曲线。在300℃时,成形载荷最高可达120 t,在400℃时,成形载荷降至40 t。成形零件微观组织大小不均,主要受成形温度及变形程度的影响。温度越高,晶粒尺寸越大;变形越剧烈,晶粒越得到细化。镁合金的动态再结晶动力学由Avrami方程来描述,动力学方程通过计算动态再结晶的百分比而参与预测。不同模型采用不同的预测形式,进而得出不同的晶粒分布状况。采用MATLAB工程优化工具箱提供的函数确定了Yada模型和Saito模型中的待定参数,并进行了相关模拟及分析。通过与金相图的比较得出:300℃时,Yada模拟结果与实验结果较为吻合,400℃时,Saito模型的模拟结果与实验结果大致吻合。分析表明:Yada模型中,再结晶晶粒细化水平及晶粒大小分布情况主要受到变形区内温度场及应变速率场的影响;Saito模型中,晶粒细化水平受到温度场和应变速率场的影响,这与Yada模型是一致的,而晶粒大小分布情况则主要受到温度场和应变场的影响。