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等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing–ECAP)技术是制备超细晶金属材料的重要方法之一。本论文以铸态Al-0.63%Cu、Al-3.9%Cu和Al-2.77%Mg合金为实验材料,观察了ECAP过程合金的组织变化,系统研究了ECAP后合金的拉伸、疲劳、冲击性能以及其变形与断裂机制。上述合金经四次ECAP后,晶粒都细化到了亚微米级别。而且,铸态Al-3.9%Cu合金中的沿晶界分布的粗大θ相被挤碎,成为了弥散分布的颗粒。因此,合金拉伸强度增加,但延伸率降低。多次挤压后,合金的静力韧度增大。Al-2.77%Mg合金ECAP四次之后在523K退火处理,得到了具有双态晶粒度的组织,提高了材料的综合力学性能。合金的拉伸断裂显示出不同的特征。对于Al-0.63%Cu合金,随着挤压道次增多,拉伸断裂从颈缩方式转变为剪切方式。对于Al-3.9%Cu合金,铸态时表现为正断,而ECAP之后则以剪切方式断裂。铸态Al-2.77%Mg合金拉伸时发生颈缩断裂,经不同道次挤压后则显示为具有不同剪切断裂角的剪切断裂。论文中对合金的拉伸断裂机制进行了探讨。在应变疲劳实验中,Al-0.63%Cu合金表现出明显的循环软化行为。多次ECAP处理使合金滞回环的形状系数变小,同时,使合金的包申格效应增强。疲劳后,在ECAP后合金的XZ面上出现了与循环应力轴成45°夹角的剪切带,而在XY面上,剪切带垂直于循环应力轴。研究表明,剪切带的方向和ECAP模具的剪切平面之间没有对应关系。另外,疲劳裂纹也可以在剪切带区域外出现。在应力疲劳实验中,Al-2.77%Mg合金的疲劳寿命随着ECAP道次的增多而明显提高。ECAP一次的合金表面有沿着剪切带出现的疲劳裂纹,也有横穿过剪切带的之字形疲劳裂纹。在ECAP四道次的Al-2.77%Mg合金疲劳断口上可以看到明显的疲劳裂纹萌生区、扩展区和最后瞬断区。ECAP处理增强了铸态Al-0.63%Cu和Al-2.77%Mg合金的冲击性能。由于Al-3.9%Cu合金中含有较多的第二相,在ECAP后其冲击性能没有提高。研究表明,合金的冲击性能和静力韧度具有一定的相关性。