1.3.1 ECAP

全称为equal channel angular pressing，即等通道转角挤压，又称ECAE。材料在模具转角处受到强烈剪切变形，而横截面尺寸基本保持不变，故可反复进行挤压，从而积累大量应变，可用于细化材料晶粒。90年代，Validvia教授[5]成功利用了这种方法对粗晶金属及合金实现了组织超细化，从而逐渐成为一种主要的塑性变形细化的途径。ECAP作为一种能够获得超细晶的剧烈塑性变形方法而得到了进一步的发展与应用，并被视为块体金属超细晶材料的制备技术之一，是当今国际前沿令人瞩目的课题。ECAP其优点是在不改变材料横截面积的情况下产生大的塑性变形，从而使材料的重复变形成为可能，可以获得大的累积应变，进而能够有效地将块体材料内部的晶粒细化至1μm以下，制备出块体超细晶材料。

1.3.2 HPT

高压扭转法是在变形体高度方向施加压力的同时，通过主动摩擦作用在其横截面上施加一扭矩，促使变形体产生轴向压缩和切向剪切变形的特殊塑性变形工艺。

高压扭转是由前苏联学者OAΓaнaгo等于20世纪50年代末首先提出并进行实验、理论研究，而后逐步应用于实际生产中的。苏联学者在YNM-30T万能材料试验机上对高压扭转复合加载成形方法进行了实验研究。到20世纪90年代，这种方法被RZ Valier等人改进并用于研究材料大变形下的相变以及大的塑性变形后组织结构的变化。他们发现经过高压下的严重扭转变形后，材料内部形成了大角度晶界的均匀纳米结构，材料的性能也发生了质的变化。这一成果使高压扭转成为制备块体纳米材料的一种新方法，且被认为是最有希望实现工业化生产的有效途径之一[6-8]。综合国内外学者的研究表明:高压扭转与镦粗相比具有很大的优越性，如促使变形均匀，降低变形抗力，增加变形量等等[9-12]。

高压扭转适用于生产轴对称件，最终零件的微观组织和力学性能主要受高径比、扭转角速度、挤压速度、静水压力、摩擦系数及温度等工艺参数影响。高压扭转过程中由于模具旋转和摩擦力的作用，导致工件受到强烈剪切作用，从而使得工件尽管产生大塑性变形而不破裂。

大量的实验已经证明，高压扭转制备块体细晶材料是一种行之有效的方法。但是高压扭转法

目前还存在以下问题:

(1)由于对高压扭转还缺乏相关的理论，所得块体细晶材料的均匀性依赖于工艺方案、材料的原始微观结构等诸多因素，难以控制。

(2)高压扭转法制备可进行力学性能测试的大尺寸样品仍非常困难，因此对高压扭转加工的材料性能还不能充分了解，而且关于高压扭转法制备块体细晶材料的拉伸性能报道也较少。

(3)目前的技术还只能生产较小体积的细晶材料，还无法进行工业化的大规模生产。尽管高压扭转法还存在着以上诸多问题，但其还是具有广阔的发展前景。国内外对其研究越来越多，而且越来越深入，因此所存在的技术和理论问题可望在不久的将来得到解决。

目前对亚微米、纳米结构材料的市场需求存在于各个行业领域，例如航空、交通、医疗器械、体育用品、电子技术等，而高压扭转法是目前生产块体亚微米、纳米细晶材料的行之有效的加工方法。对一些材料的高压扭转研究也取得了一定进展，在不久的将来，高压扭转法将普遍应用于实际生产。这不仅能拓宽传统塑性加工技术的应用领域，而且有望大幅度提高传统材料的性能，将带来巨大的经济和社会效益。

1.4 有限元在轧制工艺研究上的应用

有限元建模过程是为了满足有限元求解的要求，而对实际模型的合理简化和假设处理，并根据显示实际生产情况及理论分析。有限元分析法的典型应用如研究应力场、温度场等比较抽象和复杂的问题上，并且在工艺设计上、研究轧件变形的行为上有更为直接的观察效果。 MSC非对称压下轧制过程的有限元模拟研究 (5):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_50857.html