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本文采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜等实验手段，对铸态奥氏体不锈钢在不同温度下，通过强烈塑性变形中的等径角挤压变形（Equal Channel Angular Pressing—ECAP）制备的试样进行了系统的观察和分析。对其晶粒细化机制演变和力学性能变化进行了研究。此外，通过对固溶态和铸态组织进行ECAP变形后显微组织的研究，初步探讨了原始组织对变形过程的影响。ECAP变形条件下晶粒细化机制有三种形式：第一种由于强烈变形作用，通过位错的运动、塞积和缠结形成亚结构，然后亚晶界在变形过程中形成大角度晶界；第二种由于强烈变形形成形变孪晶，孪晶的作用导致晶粒细化；第三种由于强烈变形诱发马氏体相变形成新的晶粒，使晶粒细化，此过程一般在温度较低的条件下进行。对于铸态奥氏体不锈钢在200℃温度下，进行1～4道次ECAP变形，铸态的树枝晶全部破碎并弥散分布在基体中。由于滑移和孪生作用的细化，4道次后平均晶粒尺寸为～202nm。室温拉伸表现为屈服和抗拉强度大大提高，显微硬度也大大提高，但均匀塑性变形能力急剧降低（1～4道次后的均匀延伸率均小于3％），其应用范围受到局限。4道次变形后加工硬化率由原始态的0.44降为0.06，材料形变强化能力几乎为零。铸态奥氏体不锈钢在室温～800℃之间进行1道次ECAP变形有三种形式：第一在低温条件下除了滑移和孪生变形外，最大特点是形变诱发马氏体相变。第二在中温条件下，试样的主要变形机制为滑移变形，辅以孪生。第三在高温条件下，孪生变形消失，滑移变形为主要的变形和细化机制。随着挤压温度的升高，铸态树枝晶的破碎程度减小。固溶态304L奥氏体不锈钢ECAP变形过程中，孪生变形数量大大超过铸态。固溶态在变形过程中孪生和滑移共同进行，导致晶粒的细化。而铸态组织以滑移变形加上少量的孪晶变形辅助，使晶粒细化。ECAP变形后，铸态和固溶态的抗拉强度、屈服强度大幅度升高，但是延伸率却大幅度降低(铸态ECAP变形后减少量：△δUTS为41.5％，△δUnif为45.9％，固溶态ECAP变形后减少量：△δUTS为44％，△δUnif为62.9％)。同时其加工硬化指数也大幅度降低。两种状态经过ECAP变形，其强度基本相同，但是固溶态ECAP变形后的延伸率比铸态ECAP变形后的高出近一倍。