传统搅拌摩擦处理后的AZ31B镁合金（FSP）通常表现出强烈的基底纹理，导致强度和塑性匹配较差。本实验采用制冷剂辅助摩擦搅拌处理AZ31B镁合金，研究了液态co2冷却剂对搅拌区热循环、微观结构和力学性能的影响。采用液态二氧化碳同步冷却方法可以显著降低搅拌区的峰值温度，提高搅拌区的冷却速度。搅拌区呈现精细的晶体结构，含有大量位错和{10-12}孪晶。在非连续动态再结晶、连续动态再结晶和孪晶诱导几何动态再结晶的共同作用下，混合区出现了显著的晶粒细化。在拉伸试验中，由于位错与{10-12}孪晶之间的相互作用，混合区中的抗拉强度和断后伸长率分别达到293MPa和18.6%，显示出良好的强度和塑性匹配。