大塑性變形(Severe plastic deformation,SPD)因其顯著的晶粒細(xì)化能力，可使多晶體材料的內(nèi)部組織細(xì)化至亞微米級(jí)甚至納米級(jí)的超細(xì)晶材料，表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能和使用性能，因而引起研究者的廣泛興趣。

SPD指的是一種加工金屬材料的技術(shù)。這種技術(shù)在使試樣或者工件產(chǎn)生大的應(yīng)變量的同時(shí)還能夠避免其形狀發(fā)生明顯變化。SPD之所以能夠保留試樣的原始形狀在于其加工工具的特殊性。加工過程中，工具獨(dú)特的幾何設(shè)計(jì)阻止了材料的流動(dòng)，從而產(chǎn)生了極大的應(yīng)力。這個(gè)大應(yīng)力與極大的剪切變形聯(lián)合在一起，最終得到了高密度的晶格缺陷和特殊的位錯(cuò)，從而達(dá)到了改善晶體結(jié)構(gòu)的目的。也因?yàn)?span>SPD在加工過程中不會(huì)使材料的形狀產(chǎn)生太大的改變，所以可以反復(fù)加工以得到期望的應(yīng)變量。通過優(yōu)化SPD的加工路徑可以在材料中引入極細(xì)的晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使整體的材料變?yōu)橐籽诱?、均勻性好的材料?/span>

高壓扭轉(zhuǎn)法(HPT)是一種特殊的大塑性變形技術(shù)(SPD)。這種方法在試樣的高度方向施加一個(gè)壓力，同時(shí)在截面徑向上通過摩擦作用施加一個(gè)扭轉(zhuǎn)力。這樣得到的材料在軸向受壓變形，切向剪切變形，最終得到極細(xì)、均勻的晶體結(jié)構(gòu)。

HTP-T4高壓扭轉(zhuǎn)設(shè)備用于對(duì)樣品進(jìn)行擠壓加工。系統(tǒng)除了對(duì)樣品施加正壓力以外，還對(duì)其施以扭轉(zhuǎn)力，同時(shí)還可加熱樣品。樣品通過擠壓扭轉(zhuǎn)工序后，應(yīng)變量逐漸增加，最終變成晶粒細(xì)小且組織均勻的材料。

以圓盤狀的試樣為例。在高壓扭轉(zhuǎn)機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)圈之后，應(yīng)變量已經(jīng)足夠大。此時(shí)，圓盤中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的晶粒尺寸差別不大,這也正是HPT4高壓扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。

應(yīng)用領(lǐng)域：通過HPT方法能使金屬材料達(dá)到品粒細(xì)至微米級(jí)、納米級(jí)并且組織均勻化的效果，從而改善了金屬材料各方面的性能。由此得到的亞微米、納米結(jié)構(gòu)材料的市場(chǎng)需求存在于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，包括： 航空航天;交通運(yùn)輸;電子技術(shù);體育器材;軍事領(lǐng)域;

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高壓扭轉(zhuǎn)法(HPT)是目前生產(chǎn)塊體亞微米、納米細(xì)晶材料的行之有效的加工方法。對(duì)一些特殊材料的高壓扭轉(zhuǎn)研究也取得了一定進(jìn)展在不久的將來(lái)，高壓扭轉(zhuǎn)法將普遍應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。這不僅能拓寬傳統(tǒng)塑性加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，而且有望大幅度提高傳統(tǒng)材料的性能將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。