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等通道转角挤压(ECAE)作为剧烈塑性变形(SPD)的一种,由于能够制备块体超细晶材料,充分发掘材料的力学物理性能,而越来越受到人们的关注。迄今为止,ECAE的研究主要集中在通过改变工艺参数(如工艺路径、模具参数、挤压道次等)来说明对晶粒细化效率的影响,但对于在相同工艺条件下,不同材料的层错能对晶粒细化效率的影响问题,尚缺乏系统深入的研究。本文选取工业常用的铸态T2纯铜、H90黄铜(Cu-10wt.%Zn)及H65黄铜(Cu-35wt.%Zn)作为实验材料,其层错能分别为78mJ/m2、35mJ/m2和<14mJ/m2,通过光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对不同层错能材料经Φ=120°模具ECAE加工后的试样进行详细的组织分析,并用维氏显微硬度计测定其硬度,探讨层错能对ECAE材料力学性能的影响,得到如下主要结果与结论：(1)通过分析OM组织特征,研究了T2、H90和H65材料ECAE加工后滑移带特征和密度随路径和道次的变化情况,初步探讨了不同加工条件下层错能对细化效率的影响。结果表明：随道次增加,A路径的滑移带与ED方向的夹角逐渐减小,到8道次仅为15°左右；Bc路径与C路径的滑移带与ED方向的夹角随道次增加基本不变,多为60°左右。可以初步看出：对一种材料同一道次三种不同的工艺路径,A路径与Bc路径对微观组织的细化效率差别较小,但相对而言A路径最好,C路径最差；对不同层错能材料经相同条件加工后,随着材料层错能的降低,变形后滑移带密度越高,组织越均匀,细化效率越高。(2)通过分析EBSD测试的晶粒组织细观特征及取向差分布情况,定量比较了T2和H90经不同路径和道次加工后大角度晶界(HAGBs)比例及晶粒尺寸的变化情况,深入研究了ECAE工艺路径及层错能对晶粒细化效率的影响。结果表明：随着道次的增加(1至8道次),材料的组织越来越均匀,且晶粒尺寸减小,HAGBs比例升高；沿同一路径经相同道次加工后,随着材料的层错能降低,其平均晶粒尺寸减小,HAGBs比例升高。同种材料8道次挤压后,不同路径之间的组织存在明显差异,沿A路径的组织主要由拉长的晶粒组成,部分区域形成了细小的等轴晶组织；沿Bc路径的组织主要由细小的等轴晶组成,仍存在部分大晶粒；沿C路径也形成了接近等轴晶的组织,晶粒尺寸明显大于A及Bc路径。各路径的晶粒细化效率为A路径>Bc路径>C路径。(3)通过分析TEM测试的位错结构和选区电子衍射花样,探讨了层错能对晶粒组织微观特征及变形机制的影响。结果表明：对于不同层错能材料,T2纯铜变形后的TEM组织中无孪晶,随着层错能的降低,H90及H65黄铜的TEM组织中均发现了形变孪晶。孪晶和层错的出现阻碍了位错的运动,使亚晶界或晶界增加,导致平均晶粒尺寸减小,HAGBs比例升高,晶粒细化效果更好。经相同的ECAE变形后,T2纯铜变形机制仅有滑移,随着材料层错能的降低,H90及H65黄铜变为滑移和孪生相协调,且层错能越低,晶粒尺寸越小,细化效果越好。(4)通过分析T2、H90和H65经不同路径不同道次ECAE加工后的显微硬度变化情况,探讨了层错能对材料力学性能的影响。结果表明：对一种材料同一道次三种不同的工艺路径,显微硬度均是A路径>Bc路径>C路径。在相同的ECAE实验条件下,随着材料层错能的降低,经相同路径同一道次ECAE变形后,材料的显微硬度升高,且层错能低的材料,随变形量增大硬度增加幅度更高；这些规律与层错能及加工条件对晶粒细化效率的影响一致。