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本发明属于异构材料制备领域,具体涉及一种层绕旋锻制备镁合金棒材的方法及系统。该方法是将两种或两种以上具有不同析出行为的镁合金丝材交错缠绕在镁合金棒材上,然后进行多模多道次旋锻加工,使两种材料在大压力变形的作用下实现良好的冶金结合。最后通过时效热处理调控第二相的析出,得到一种高强高韧析出强化的异构镁合金棒材。本发明通过层绕和旋锻相结合的变形方式,结合后续的固溶时效热处理,可以制备一系列多尺度析出强化异构镁合金棒材;制得的异构镁合金棒材在一定程度上可以兼得软相的韧性和硬相的强度,获得良好的综合力学性能。