等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)技术是制备超细晶材料的有效手段之一,它是通过剧烈塑性变形达到细化晶粒和提高材料力学性能的目的。本文利用小角度通道夹角模具在室温成功实现纯钛ECAP变形,并结合传统的冷轧(Cold Rolling,CR)变形方式获得不同状态的超细晶试样。采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计及拉伸实验机对纯钛ECAP和ECAP+CR变形试样的组织变化及力学性能进行系统研究。主要研究内容与结论如下:纯钛经通道夹角为90°模具以Bc方式实现室温ECAP变形时,初期组织中位错密度激增,并形成大量的板条组织,同时存在少量协调变形的孪晶。随着变形的继续,位错向位错胞壁移动,并在胞壁处塞积、整合、湮灭,胞壁逐渐“多边形化”,形成具有小角度晶界的亚晶晶粒。在ECAP变形后期,位错密度降低,部分亚晶发生转动,小角度晶界不断向大角度晶界转变,从而获得平均晶粒尺寸约为160nm的等轴状超细晶组织。力学性能测试表明,纯钛的抗拉强度由284MPa提升至599 MPa(提升幅度为111%),硬度由1040 MPa提升至1792 MPa;且超细晶纯钛仍保持良好的塑性,延伸率为17%。单道次室温ECAP+CR变形的组织大部分仍为变形组织,但也出现了大量极小的等轴晶粒组织,这种混合组织使纯钛材的强度和延伸率同时增加。所获超细晶纯钛的退火实验表明,低于400℃退火时,发生回复,晶界逐渐清晰明亮,位错密度降低;退火温度高于400℃时,晶粒逐渐长大,强度、硬度急剧下降;退火温度高达500℃时,晶粒快速长大,平均晶粒尺寸约为2μm。