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随着精密机械和电子产业的快速发展,微塑性成形技术以其在生产效率、材料利用率、零件性能等方面的优势,成为微型零件批量化生产的主要方式。相对于宏观成形,金属零件的微型化使得材料的塑性变形行为表现出明显的尺寸效应。研究尺寸效应对金属材料变形行为的影响规律,对丰富和完善微成形理论、控制微成形工艺等方面具有重要的学术价值和研究意义。本文以T2紫铜薄板为研究对象,通过对0.1mm~1.0mm厚的不同晶粒尺寸的紫铜试样的单向拉伸试验,研究了尺寸效应对紫铜薄板力学性能参数(屈服强度、抗拉强度、最大均匀应变和断裂应变等)、流动应力以及损伤演化的影响规律;对比研究了基于HallPetch公式、位错密度和滑移长度等的本构模型对紫铜流动应力的预测结果;为了减小尺寸效应对微塑性成形的影响,对紫铜电流辅助拉伸过程中的尺寸效应进行了试验研究。T2紫铜薄板力学性能的尺寸效应研究表明:试样厚度相同时,晶粒尺寸对紫铜强度和变形的影响表现传统的细晶强化;而晶粒尺寸相同时,不同厚度材料的屈服强度和抗拉强度均表现出明显的强度差,最大均匀应变和断裂应变随厚度的增大而增大。在同一厚度下,屈服强度与厚度晶粒尺寸比(N)呈近似线性关系,抗拉强度、最大均匀应变和断裂应变与N总体上呈指数关系。修正的Hall-Petch公式和基于位错密度的本构模型,对N≤10的试样的流动应力预测结果偏差较大,且无法描述不同厚度试样的流动应力曲线交叉现象;而基于滑移长度的本构模型对T2紫铜的流动应力的预测结果较为准确,对流动应力曲线交叉现象和较薄试样的流动应力曲线也能进行较为准确的描述。T2紫铜薄板损伤演化的尺寸效应研究表明:紫铜材料拉伸过程中损伤演化与N值密切相关。当1≤N<3,初始损伤的位置与N值之间没有明显的规律性,韧性损伤值很小,且损伤曲线斜率基本保持不变。当N>5时,韧性损伤值接近0.1,而初始损伤位置和损伤曲线斜率几乎不受N变化的影响。N<3时,断裂形式可能从微孔穴的形核长大机制的韧性断裂逐步转变为剪切断裂。T2紫铜电流辅助拉伸试验表明:通过控制脉冲电流的频率、占空比和电流密度,电流辅助拉伸过程中能产生明显的电致塑性效应,并能减小尺寸效应对紫铜材料力学性能的影响;应力-应变曲线随脉冲频率、脉冲占空比和电流密度的增大而下降;试样晶粒尺寸对T2紫铜力学性能的影响规律与常规拉伸试验结果相同;电流密度一定时,T2紫铜的抗拉强度、最大均匀应变和断裂应变随着N值增大而增大;当N从2.8增大至22.2时,材料的最大均匀应变和断裂应变增加幅度随着电流密度的增加而下降。