前面介绍过，镁合金晶粒尺寸小于10μm时会呈现高的超塑性，那么怎样才能获得细晶粒组织呢？在生产实际中，常用的细化晶粒工艺有制备方面的，也有塑性变形方面的。前者的工艺为：添加晶粒细化剂、高速凝固法、粉末冶金法、喷射沉积法、机械合金化法和非晶晶化法等，其中高速凝固法效果最佳，可以制得晶粒只有0.5μm~1μm的细晶粒镁合金锭坯。后者就是采用压力加工工艺制备晶粒粗细小的镁合金材料，例如采用大挤压比热挤压的镁合金棒材与用大锻造比生产的镁合金坯料晶粒均可小到2μm~5μm；通过等径角挤压（ECAE，Equal Channel Angular Extrusion）或扭转应变大塑性变形后，镁合金晶粒尺雨可达到0.5μm~1μm；对切屑进行挤压也能得到晶粒尺寸1μm~3μm的细晶粒镁合金棒材；温（冷）轧与静、动态再结晶相结合也可以显着细化镁合金晶粒。
　　扭转变形和等径角挤压都属于大塑性变形法，可以在低温下细化金属材料的组织，可以制备具有亚微米级甚至纳米级显微结构的材料。大塑性变形法通常有两种工艺：扭转法与等径角挤压法，但扭转工艺复杂且难以制备大尺寸材料，因而其应用受到很大限制；而等径角挤压法工艺较为简单，可以制得大体积的超细晶粒的镁合金材料，受到人们的广泛关注，它是前苏联科家塞加尔（Segal）1981年提出的。
　　等径角挤压法的基本原理如下图所示，左边的无外侧圆弧的ECAE示意图，右边的为带外侧圆弧的ECAE示意图。由图可见，块状试样的外力P作用下，通过互成Φ角且横截面形状、尺寸相同的两段通道而产生塑性变形，不过材料在通过两通道结合面O-O'时会受到Us方向的剪切应力，发生剪切变形。如果不考虑试样与模具之前的摩擦等处部因素的影响，那么可以将方形abcd变成四边形单元a'b'c'd'。材料整体通过O-O'后可以获得均匀的剪切变形，材料每通过一次挤压所获得的剪切应变γ=2cotΦ/2。式中γ为剪切应变，Φ为通道侧夹角。

　　由于ECAE挤压两通道的形状和横戴都相同，因此每次挤压前后材料形状和尺寸都保持不变，故可以实现多次重复挤压而积累大的应变，从而获得极细的晶粒组织。
　　影响ECAE过程的工艺参数很多，主要有挤压、次数、挤压温度、模具结构、应变速率、挤压路径等。其中影响最大的是挤压温度、模具结构与挤压、路径。
　　通常，挤压温度越低，挤压速度越快，则镁合金晶粒越细小，然而挤压温度过低或挤压速度过快，镁合金变形得不到充分发挥，易产生裂纹。因此，为获得细小均匀的组织，宜采取低温多道次的挤压工艺。
　　模具结构不仅决定每道次应变量的大小，而且对试样各部位的均匀性也有影响，模具结构含3个参数：两等截面通道夹角Φ，Φ越小每道次获得的应变越大，Φ=90°时晶粒细化效果最佳。通道外侧圆弧半径是影响应变量的重要因素，较小R不仅能提高应变量而且可以提高应变均匀性，R为O时能够产生最大的剪切应变。加大通道内侧圆弧半径r则降低应变量。因此，如果想要最大的应变量，夹角Φ宜小；适当减小通道外侧圆弧半径R可以提高应变均匀性；为了使试样挤压后仍保持相同的外形尺寸，可适当加大内侧圆弧半径γ。不同道次ECAE挤压后AZ61镁合金的晶粒尺寸及力学性能见下表。
　　由表中的数据可见，随着等径角挤压次数的增加，合金的晶粒尺寸一次比一次的减少，力学性能逐一改善，特别是伸长率的改善尤为明显。