塑性微成形技术相对于其他微细加工技术而言，在加工效率、材料利用率、制造成本、零件性能和尺寸精度等方面具有明显的优势，其将对产品微型化的快速发展起到至关重要的推动作用。然而，塑性微成形并不是宏观塑性成形工艺的简单微型化。当金属零件的尺寸或特征尺寸降低到介观尺度时，此时材料的塑性变形行为与宏观成形存在明显区别，表现出明显的尺寸依赖性现象，即出现了明显的尺寸效应现象。尺寸效应是塑性微成形中最根本的问题，也是国际上该领域研究的热点和难点，迫切需要深入开展相关基础研究。本文首先实验研究了介观尺度单向压缩过程中的塑性变形行为，包括流动应力尺寸效应和非均匀变形行为，建立了介观尺度多晶体材料流动应力尺寸效应模型，揭示了微型圆柱单向压缩流动应力尺寸效应机理，其次实验研究了微型槽模压充填行为，揭示了微型槽模压充填机理，最后以微型涡轮作为典型构件系统研究了复杂微型构件精密模锻工艺，解决了复杂微型构件整体成形关键技术。基于微型圆柱单向压缩实验特点，设计了一套适用微型圆柱单向压缩实验的模具装置，系统开展了微型圆柱单向压缩实验研究。实验结果表明，随着晶粒尺寸的增加或试样尺寸的减小，材料的非均匀变形程度逐渐增加；随着晶粒尺寸的增加，材料的流动应力逐渐降低，当试样直径方向上的晶粒数量降低到3-4个时，流动应力反而增加。当试样尺寸与晶粒尺寸之比大于9时，主要表现为流动应力晶粒尺寸效应现象，反之，主要表现为流动应力试样尺寸效应现象。基于宏观多晶体材料流动应力与晶粒尺寸之间的Hall-Petch关系，考虑晶粒分布边界条件对其Taylor因子和晶界密度的影响，分析了试样尺寸、晶粒尺寸及模具约束等对表层晶粒比重、内部晶粒比重、模具约束晶粒比重及晶界尺寸因子等参数的影响，并建立了流动应力与各参数之间的函数关系，构建了介观尺度多晶体材料流动应力尺寸效应理论模型。分析结果表明，对于单向压缩而言，当试样尺寸与晶粒尺寸之比降低到6以下时出现了明显的流动应力试样尺寸效应；而对于单向拉伸而言，当试样尺寸与晶粒尺寸之比降低到4以下时出现了明显的流动应力试样尺寸效应。微型槽模压实验结果表明，材料的模压充填能力主要与槽宽尺寸t和槽宽尺寸与晶粒尺寸之比t/d有关。当t=50m，t/d=1.04时，此时材料充填最为困难，且随着槽宽尺寸的增加，该t/d临界值逐渐增加。当槽宽尺寸增加到300m时，该t/d临界值消失。电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明，当微型槽模压的槽宽方向有多个晶粒时，各晶粒之间的塑性变形是不均匀的。位于凹模入口处的晶粒塑性变形程度最大，内部晶粒次之，端部晶粒变形程度最小；而对于微型槽模压的槽宽方向只有1个晶粒时，单个晶粒的内部发生剧烈塑性变形，出现了晶粒破碎现象，破碎的晶粒沿着材料流动方向分布，并伴有伸长现象。在此基础之上，开展了纯镍和7075铝合金微型涡轮精密模锻工艺研究。为了便于取出成形后的微型构件，设计了具有螺钉顶出机构的模具装置。纯镍微型涡轮室温模锻实验结果表明，无论粗晶还是细晶材料在常温下都无法成形出高质量的微型涡轮构件。通过7075铝合金等温精密微模锻实验，系统研究了工艺参数等对微型涡轮构件成形质量的影响。实验结果表明，在成形温度450℃，成形载荷9kN，坯料结构为内孔直径2mm的圆环时，所成形的微型涡轮构件质量最好。并设计了微型涡轮叶片剪切力学性能实验装置，实现了微型涡轮构件剪切力学性能的测试与评价。通过固溶处理+时效处理显著提高了7075铝合金微型涡轮叶片的剪切力学性能。综上，该工艺可以制造综合质量良好的微型涡轮构件。