最近二十年，人们发现了一种新的超细晶材料制备方法，即剧烈塑性变形(SPD)，这种方法可以获得晶粒尺寸小于1 lam的超细晶材料。与传统工艺制备的金属复合材料相比，超细晶材料具有如下的优势：室温下强度高，韧性好，而在面临低温或高变形速率环境时，它又能表现出超塑性和高耐腐蚀性。目前，人们已经掌握的SPD方法包括:高压扭转(HTP)、等通道角挤压(ECAP)、累积轧制(ARB)、多向锻造(MF）等：

1） 高压扭转法（High Pressure Torsion）

HPT的优点是试样制备时不易发生破裂，但制备的材料厚度只能达到0。2-1mm，在应用方面受到严重制约。

2）等径角挤压（Equal Channel Angular Pressing，ECAP）

ECAP是在不改变材料横截面面积和横截面形状的条件下，产生很大的塑性变形，从而使材在不发生尺寸变化的情况下获得重复变形的机会。目前这种方法已成功应用于对粗晶金属及合金实现组织超细化。优点是能将晶粒细化到1μm以下。

以上方法的原理都是使块体金属材料进行剧烈的塑性变形，使材料内部的晶粒发生反复的相互剪切变形，即在内摩擦力的作用下，晶粒被剪切，逐步细化，最终达到超细晶尺寸。其中ARB技术虽然是一种较新的剧烈塑性变形工艺，但因其设备简单，可连续生产，同时能不受材料的限制，极有可能完成从实验室到工厂的跨越，同时也是目前剧烈塑性变形工艺中唯一有希望实现批量化工厂化的工艺。

累积叠轧的过程中，不断产生应变并积累，同时固相接触界面互相扩散，连接。累积叠轧的原理在于通过剧烈塑性变形的进行，不断引入大的应变累积，细化各组分金属晶粒，而晶粒细化是提高材料强度、硬度和塑性等综合性能最为行之有效的方法；随之产生的机械合金化效应，又正好提高了接触界面的结合能力。因此，如果想制备高强度、高韧性、抗震性好、密度小的多层复合材料，累积叠轧可以称得上是最佳途径之一。虽然通过累积叠轧工艺制备的多层金属复合材料的微观组织和力学性能没有那么稳定，但我们可以通过轧制后的退火处理工艺对此进行改良。退火工艺一方面促进了金属原子层间的相互扩散，提高了样品的结合强度，另一方面轧制过程中产生的加工硬化和残余应力也得到了有效消除，对后续的生产加工提供了依据和保障，在实际的生产生活中也具有极其重要的意义。

考虑到不同种类的金属在流变应力和变形能力上的差异，同时，随着轧制道次的增加，金属的塑性可能失去稳定，使颈缩和断裂在硬质层上频频发生。因此，虽然累积叠轧在制备叠层材料时与其他剧烈塑性变形工艺相比具有傲人的优势，我们任需谨慎考虑，小心选择适合的原料及叠轧工艺参数。

综上所述，考虑铝及其合金密度低，强度高，塑性好，导电性和导热性好，耐蚀性强等优点；而镁及其合金具有低密度，高强度，良好的散热性、耐冲击载荷能力和耐蚀性，针对镁和铝这两种金属材料的特性，本课题采用ARB工艺制备超细晶Al/Mg/Al叠层材料；探讨ARB工艺对Al/Mg/Al叠层材料组织性能的影响，优化其制备工艺参数（退火温度和保温时间）；并通过光学显微镜、SEM等技术研究随着叠轧道次增加，材料组织（晶粒和界面化合物）的演变规律及其力学性能（强度、硬度、延伸率）的变化。

1。2  累积叠轧技术（Accumulative roll bonding, ARB）

1。2。1  基本原理

上世纪60年代的叠轧技术给了当代科学家灵感，90年代，日本国立大阪大学的Saito教授最早提出了ARB的概念。ARB技术的最大特点是能获得传统工艺不能引入的剧烈塑性变形，而与其他剧烈塑性变形工艺比，ARB技术不改变横截面尺寸，而且理论上可以无限次重复循环进行。ARB技术的另一特点是可以不断引入新界面，这些新界面在轧制过程中不断模糊却不会消失，却可以阻止裂纹扩展，从而提高材料韧性。这些界面同时起到了阻碍晶粒长大的作用，而晶粒细化是改善材料机械性能的最行之有效的方法。