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等通道转角挤压(ECAP)制备的超细晶材料由于具备优越的力学性能而受到研究者的普遍关注。由于实验条件的不同,样品的几何形状和尺寸大小也会有所区别,材料的力学性能就会受到影响,这就是所谓的“尺寸效应”。本文选取具有典型的面心立方结构的超细晶纯铝为研究对象,重点考察样品厚度对其单向拉伸和疲劳行为的影响及预疲劳对其单向拉伸性能的影响。通过对不同厚度超细晶纯铝样品(0.1-1.0 mm)在室温条件下进行应变速率为1.25 x 10-3s-1的单向拉伸发现,随着Rt/d(样品厚度t与晶粒尺寸d的比值)增大,超细晶纯铝材料的屈服强度、抗拉强度和均匀延伸率都在不断增大。当Rt/d<500时,材料的强度随厚度增加的速率比较大,延伸率随厚度增加的速率比较小;当Rt/d>500时,材料的强度随厚度增加趋于平缓,而延伸率随厚度的增加迅速提高。表面变形均以大尺度剪切变形为主,随着样品厚度的增加,次级剪切带越来越明显;随着样品厚度的增加,断口处韧窝的数量由少到多,由浅到深,尺寸由小到大,说明随着样品厚度的增加,材料的塑性变形能力得到提高。经过拉伸后的超细晶纯铝内部晶粒由最初的等轴晶逐渐演变为拉长的柱状晶,晶粒内部的位错结构由最初松散的位错缠结逐渐演变为不完全的亚晶结构,最后演变为厚样品中的亚晶结构。在室温条件下对1 mm厚的样品进行应力幅为50 MPa的预疲劳后拉伸实验发现,随着损伤等级D(Damage,0%-75%)的提高,材料的强度和塑性变形能力都有所下降,最初的损伤对材料的拉伸性能影响最大,随着损伤等级的增加,损伤对材料拉伸性能的影响越来越低。经过预疲劳处理的样品单向拉伸后,表面变形仍然以大尺度的剪切变形为主,断口处韧窝的尺寸和深度随着损伤等级D的增加而减小。样品内部以拉长的晶粒为主,拉长的晶粒内部为一些松散的位错缠结,随着损伤等级的增加,位错密度有所提高。通过对不同厚度超细晶纯铝(0.1-1.0 mm)在室温条件下进行平均应力幅为50 MPa的拉-拉疲劳发现,随着Rt/d值的增大,材料的应变幅在不断增加,材料的疲劳寿命随着Rt/d值的增大迅速提高。疲劳样品的表面变形以大尺度剪切变形为主,随着Rt/d值的增大,样品表面的剪切变形特征也越来越明显;样品的断裂方式均为微孔聚集型断裂,断口处韧窝的尺寸和深度随着Rt/d值的增大而增大。超细晶纯铝的晶粒由最初的等轴晶逐渐演变为拉长的柱状晶,晶粒内部的位错结构由薄样品中的位错胞结构演变为中等厚样品中的亚晶结构,最后演变为厚样品中再结晶结构,不同厚度的样品的疲劳寿命的变化与样品中亚结构的变化有密切的联系。