利用分离式霍普金森压杆对1050工业纯铝和2195铝锂合金进行多道次的动态塑性变形,对试样进行单向加载和多向加载两种变形,其累积应变分别为1.6和3.6。对加载试样的显微组织进行了观测,并探讨了高应变率塑性变形过程中的显微组织演变机理。对变形过程中采集的应变脉冲信号进行处理,单向加载试样和多向加载试样的平均应变率分别为1.2×103s-1和2.8×103s-1,应力波加载周期均小于200μs。分析了加载过程中试样的动态力学响应,单向加载试样每一道次的流变应力均持续增加,而多向加载试样的流变应力从第5道次以后基本维持在一个稳定范围。利用透射电镜对变形试样的显微组织进行观测,原始粗大组织得到了明显细化,单轴加载试样的微观组织主要为拉长晶粒,而多向加载试样的微观组织则为等轴状的晶粒／位错胞。加载后的试样均含有高密度的位错,形成的位错组态主要为位错缠结和位错胞,多向加载试样含有更高密度的位错,晶界和胞壁弯曲模糊,一些晶粒内包含着小尺寸的亚晶粒和位错胞。高应变率塑形过程中,应力波加载周期很短,动态回复受到抑制,有利于试样获得高密度位错,为铝合金晶粒的进一步细化提供了条件。单向加载试样中形成两种类型的位错界面GNB和IDB,随着塑性变形的继续进行,位错界面间距不断缩小并形成拉长晶粒,在持续增加的流变应力作用下,一些拉长晶粒和粗大晶粒破碎成更加细小的等轴晶粒,并最终实现晶粒细化。而在多向变形过程中,随着累积应变量的增加及加载方向的不断变换,多方向上的位错亚结构相互交割,使得高密度的位错缠结区和位错胞分裂成细小的等轴状位错亚结构并进一步演变为亚晶粒。