细晶化作为一种材料改性手段,可使材料具有较高的流变应力和断裂强度。同时,由于在微观结构上与粗晶材料存在巨大差异,超细晶材料往往表现出奇特的力学行为,例如退火强化等。本文研究的热处理对超细晶铝力学行为的影响,主要考察不同加工及退火工艺下超细晶材料力学行为改变的规律,并将此规律与超细晶特有的微观变形机制及假设相联系。在制备超细晶材料的方法中,等径转角挤压法(ECAP)是一种常用的,可以高效获得超细晶甚至是纳米晶组织的强塑性变形方法。本文采用内交角为90°的挤压模具对工业纯铝进行了不同道次的挤压变形,变形后的试样在冷轧后进行了不同温度和时间的退火热处理。本文研究内容主要包括两部分:超细晶静态拉伸下材料力学行为与退火加工工艺的关系和超细晶材料激活体积随加工退火工艺变化的规律:单向拉伸实验中,超细晶材料随道次、路径以及退火工艺的改变而表现出与粗晶材料不同的力学性能变化规律,主要体现在细晶强化、延伸率降低、退火强化、退火脆化、应变速率敏感度提高等方面。超细晶与粗晶材料力学行为差异的根本原因是两者在微观结构方面巨大差别。通过循环弛豫实验,可以得到超细晶材料的表观激活体积和物理激活体积。由于材料的激活体积与材料的微观结构有着十分紧密的联系,因而对激活体积的研究将有助于从另一个侧面了解和研究超细晶材料的微观特性,解释和分析在单向拉伸实验中获得的材料力学行为的根源。实验结果表明,超细晶的激活体积较粗晶时低一个数量级,激活体积随变形量的增加而减小、随退火温度上升和退火时间延长而上升,反映出退火处理后超细晶中位错结构和位错运动机制的改变。