金属材料的性能与其晶粒尺寸有密切的联系,晶粒的尺寸越小,材料的强度、硬度就越高。因此,晶粒细化是改善金属材料综合性能的一种有效途径。目前,人们已经能够通过细化晶粒来制备超细晶材料,并形成了很多制备超细晶材料的方法,其中大塑性变形法具有能够制备出大块、致密材料,具有工艺简单、成本低廉等诸多优点,日益引起人们的重视。然而由于变形条件的限制,难以实现大尺寸的规模化生产。这种大变形理论为金属材料的晶粒细化和性能改善提供了很好的理论基础。本文通过剪切轧制变形,对金属带材的剪切轧制变形行为及微观组织的演化进行研究,探索晶粒细化的方法及细晶材料大规模生产的可行性。采用自主研制开发的装置对材料进行剪切轧制变形,研究工艺条件对晶粒尺寸和形貌变化的影响。本文选用厚度为4.00mm、纯度为99.95%的纯铜带材作为原料,经过两道次轧制变形,将试样的厚度减薄至1.90mm,在每道次轧制变形后对试样进行热处理,消除材料的加工硬化,获得剪切轧制所需坯料。然后通过剪切轧制变形研究金属带材的剪切轧制变形行为及微观组织的演化,获得变形过程中带材厚度的变化规律和晶粒尺寸变化的规律。研究结果表明：当试样与轧辊接触处运动的切线方向与试样的进给方向夹角为700、剪切轧制变形16道次(每4道次退火一次)、退火温度为360℃、退火时间为6min时,获得的晶粒尺寸和形貌最佳,平均晶粒尺寸达到4.58μm。对试样进行不翻转纯剪切轧制变形所得到的平均晶粒尺寸为5.56μm；每四道次翻转一次的纯剪切轧制变形所得到的晶粒的平均尺寸为4.85μm。在剪切轧制变形过程中,试样经过剪切轧制变形有增厚的现象,之后经过轧辊轧制在出口处试样的厚度又恢复到之前的尺寸;随着剪切轧制变形道次的增加,增厚的现象越来越不明显,直到不再增厚。本文所用方法对晶粒的细化有一定的作用,带材经过12道次的剪切轧制变形后,晶粒的细化达到饱和,晶粒尺寸不再变小。本方法适用于晶粒尺寸在5～10μm之间的细晶材料的生产。