中文摘要：

采用等通道转角挤压（ECAP-equal channal angular pressing）制备亚微米铜，通过适当的循环形变及随后的低温热处理，使制备态的结构发生转变，由原来的位错密度高、晶界为非平衡态、平均晶粒尺寸为300纳米的亚稳结构转变为位错密度低、晶界为平衡态、平均晶粒尺寸约为700－800纳米的稳态结构。分段跟踪研究这一结构转变的过程和机制。研究稳态亚微米铜的循环形变行为和机制、疲劳裂纹萌生及扩展机制以及应力/应变疲劳寿命，包括循环软化/硬化特征、微观结构的演化过程和规律以及疲劳寿命与应变幅的关系曲线，重点将集中在位错滑移、晶界协同滑动和晶粒转动对形变和裂纹萌生的贡献，同时探讨提高应变疲劳寿命的途径。研究结果将加深关于亚微米铜的本征疲劳行为的了解，对亚微米金属材料组织与性能稳定性的改善具有一定的参考价值。

结论摘要：

本项目通过对等通道转角挤压法ECAP制备的亚微米铜进行适当的循环形变和低温时效处理，成功地制备了平均晶粒尺寸为700纳米的稳态亚微米铜。研究表明，循环形变处理通过交变应力的作用，使制备态亚微米铜中的高密度位错发生运动、湮灭与重组，降低了结构的弹性畸变能和内应力水平，使微结构更加均匀，上述过程是形成稳态亚微米结构的关键。拉伸实验结果表明，稳态的亚微米结构可以显著提高材料的均匀延伸率。与制备态亚微米铜相比，稳态亚微米铜的应变疲劳寿命明显增加，其机制主要在以下两方面，其一，稳态亚微米铜循环形变中形成的剪切带，无论是挤出还是台阶型，尺寸小且分布均匀，使疲劳裂纹萌生相对困难；其二，稳态亚微米铜的位错密度和塑性储能明显低于制备态，在循环形变过程中不易发生晶粒长大或再结晶现象，减少了由于大尺寸晶粒的存在而形成的结构中的薄弱位置，避免了疲劳裂纹的优先萌生。上述结果已总结成多篇论文发表在Acta Mater., Mater. Sci. Eng, A, Mater. Sci. Forum.，等SCI杂志，丰富了关于稳态亚微米材料的疲劳性能的认识，对发展具有综合疲劳性能的亚微米材料具有一定的参考价值。