（1）高压扭转

高压扭转一种发展较快的大塑性变形技术之一。其原理如图1-1所示，试样在凸模与模具间承受约数兆帕的挤压，同时在凸模旋转以及摩擦力的作用下，工件内部受到强烈剪切应力，从而使得试样产生大应变并且不发生破裂[[7]Zhernakov V S, Latysh V V。 The developing of nanostructured SPD Ti for structural use。 Scripta Materialia, 2001, 44(5): 17-22][7]。高压扭转的特点在于：①试样为圆盘状，尺寸较小；②细化能力强，HPT被认为是大塑性变形技术中细化能力最强的，可以获得较均匀的纳米晶粒，晶粒尺寸约为100nm；③工艺参数灵活，可方便地调节扭转累积应变、压力和变形速度等[[8]Wadsack R, Pippan R, Schedler B。 Structural refinement of chromium by sever plastic deformation。 Fusion Engineering Design, 2003, 66(68): 200-265][8]。

图1-1高压扭转示意图

（a）限定性高压扭转；（b）全限定性高压扭转；（c）半限定性高压扭转

（2）往复挤压

往复挤压模具内2个截面积相等的模腔，在模腔的两边分别装置一个凸模。挤压过程中，试样在第一个凸模的作用下，发生正挤压变形，第一次挤压后的试样在第二个凸模作用下，发生镦粗变形。当第一模腔内的试样全部被挤压到另一模腔后，再反向压回。重复两个凸模分别挤压的过程，直至获得所需的累积应变为止。往复挤压的特点是：①可制备较大体积的均匀细晶材料，有一定的工业化前景；②可以获得较大的累积应变并且没有试样破裂的危险；③挤压与墩粗工艺分别进行连续变形，故无需改变试样的原始形状。

（3）大比率挤压

近年来，大比率挤压工艺也得到一定程度的发展。其基本原理为：通过一定程度增大挤压比，使材料在特别大的载荷作用下，产生大塑性变形，达到细化晶粒的目的。大比率挤压相较于一般挤压工艺的特点有：①挤压比大，通常的挤压比要在50以上；②挤压工艺可以分为一次大挤压比挤压和多次小挤压比累积挤压。

（4）等径角挤压

等径角挤压技术是大塑性变形技术中发展最为迅猛的技术，由前苏联科学家Segal V M等人为了获得纯剪切应变首先提出的[[9] 肖潇，史庆南，林宇菲，等．等径角挤压工艺研究及其新进展．新技术新工艺，2010，1（44）：52-53][9]。等径角挤压技术与传统塑性加工工艺相比，在变形过程中不改变材料的截面大小和形状，无需很高的载荷就能实现材料反复均匀的剪切变形，使材料可以累积一定程度的应变量从而获得细化的晶粒组织。它的基本原理如图1-2所示：块体材料在等径角挤压模具中发生纯剪切变形。在不改变材料横截大小和形状的条件下，经过数道次后的变形产生的剪切应变量就相当于正应力作用下完成大挤压比之后的累积应变量，从而一定程度上使得材料的晶粒细化，在材料内部形成超细晶组织，使得材料的性能得以极大的改善[[10]唐志宏，黄伯云，周科朝，等．超细晶材料制备新工艺．材料导报，2001，15（8）：16-19][10]。

图1-2等径角挤压原理图

1。4 等径角挤压

大塑性变形法中的等径角挤压法，因其具有无污染、材料无机械损伤以及内部微裂纹等缺陷、制得的超细晶材料内部致密、整体结构分布均匀等优点，现已成为制备超细晶材料最有前景的方法[[11]陈勇军，王渠东，李德江，等．往复挤压工艺制备超细晶材料的研究与发展．材料科学与工程学报，2006，12（1）：152-170][11],本文在等径角挤压的基础上，利用侧挤结合正挤压制备超细晶材料。

1。4。1 ECAP变形晶粒细化机理

等径角挤压变形后，材料显微组织被拉长，粗大的等轴状晶粒被碎化成具有小角晶界的亚晶，亚晶界上部分位错沿一定方向拉长呈带状，晶粒尺寸逐渐细化到微米级、亚微米级甚至纳米级。随累积等效应变的增大，亚晶界以及晶粒内部的位错急剧增大，形成了一定的非平衡组织，在显微组织中出现了部分等轴晶，并且有一定的大角度晶界开始出现。在累积等效应变进一步增加的情况下，晶粒间的取向差不断增加，最后形成了微观结构主要是具有大角度晶界的颗粒状结构[[12]刘刚，周蕾．工程金属材料的表面纳米化技术．纳米技术，2006，3（1）：56-60][12]。