根据著名的Hell-Petch公式可知，多晶体材料的屈服强度随晶粒尺寸的减小而增加，而延伸率也会因材料晶粒的细化明显提高，因此，细化晶粒是一种理想的材料强化方式。由于铸造的碳纳米管增强镁基复合材料一般都会有致密性不好、晶粒组织较粗大等缺点，严重影响了其力学性能。为了进一步改善碳纳米管增强镁基复合材料的基体组织，可以采用深度塑性变形工艺（Severe Plastic De-formation，SPD）来细化晶粒，而等径角挤压（Equal Channel Angular Pressing，ECAP）变形工艺由于不改变试样的尺寸，在纯剪切应力的作用下容易实现深度塑性变形，从而获得超细晶粒。通过ECAP挤压变形，不仅能够改善铸态复合材料的致密性，减少铸造缺陷，而且可以细化材料晶粒组织，从而提高其力学性能。
等径角挤压（ECAP）变形是由Segal等人[52]最早提出的，最初是为了在不改变试样截面的同时进行纯剪切塑性变形，后来发现这是一种细化材料晶粒组织的一种高效方法。ECAP变形示意图如图1.2所示。
两个具有相同横截面的通道相互连接，相交内角为Φ，外缘取向弧附加角为Ψ，横截面可以为矩形，也可以为圆形。将工件加工成与通道形状一致且尺寸配合良好的ECAP试样，适当润滑后放入其中一个通道进行挤压，试样在压力的作用下，在两个通道相交处产生近似理想的纯剪切变形。由于该方法在挤压变形前后不改变试样的横截面，重复多道次挤压变形即可获得非常大的应变量，使材料显微组织和力学性能发生明显的变化。通常实际应变量可以达到10以上，晶粒可以达到几微米甚至几百纳米。
ECAP变形的特点是在不改变试样几何尺寸的条件下获得大变形量，从而使得材料的组织结构发生明显的变化，主要表现在获得超细晶粒的微观组织及改变材料中的织构分布。经ECAP变形后的金属材料晶粒明显细化，对材料的塑性有极大的改善作用，因此希望这种纯剪切技术能应用于一些室温塑性较差的金属材料中。但由于ECAP变形工艺在模具设计、挤压路线和变形温度等方面存在的问题，对室温塑性较差的材料实现多道次挤压有很大的困难。目前，主要是在铝合金、铜合金等一些室温塑性较好的金属材料上得到了成功的应用，关于ECAP变形镁合金的研究近年来也有不少报道[53-57]。(www.xing528.com)
图1.2 ECAP变形示意图
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