该文通过利用等截面挤压(ECAE)、累积叠轧(ARB)及常规冷轧(CR)等塑性变形方法对工业纯铝材料进行超大塑性变形来获得超细晶材料；通过对形变超细晶材料进行不同工艺的退火制备了具有不同晶粒取向、不同晶粒尺寸及不同晶界取向差的工业纯铝多晶材料。利用显微硬度法测定了多晶材料的力学性能。通过利用背散射电子花样技术(EBSP)及TEM菊池花样技术表征了材料的微观组织结构，研究了材料在形变过程中及随后退火过程中微观组织结构的演化规律；从实验及理论两方面分析了材料的微观组织结构与力学性能的关系。分析了EBSP步长及取向噪音对表征结果的影响，建立了一种分析超细晶材料微观组织结构的EBSP新方法。 通过研究主要得到以下结论： 1.在等截面挤压过程中，材料的亚晶尺寸基本不变，材料的晶界取向差随挤压道次的增加呈指数规律增加；等截面挤压材料在低应变量时形成具有不均匀的、等轴晶与片状晶混合的微观组织结构，而高应变时形成均匀等轴的平均晶粒尺寸约为0.4μm、平均取向差约为30°的超细晶材料。 2.在叠轧过程中，随叠轧道次增加，材料的平均晶粒尺寸呈指数规律减小、晶界取向差呈指数规律增加；累积叠轧材料在结合面处具有氧化物颗粒；在6道次叠轧后形成平均晶粒厚约为0.2μm、直径约为0.4μm、平均取向差约为30°的片状晶粒超细晶材料。 3.常规冷轧材料在中高应变的情况下仍然具有大量小角晶界，表现出晶界特性的不均匀性，不具备制备超细晶材料的能力。 4.在低中应变量下，经不同形变方式制备的材料均具有片状的不均匀的微观组织结构；而经不同形变方式制备的材料在大应变的情况下对应着不同的材料微观组织结构：经多向变形后的材料在大应变的情况下易于形成等轴的微观组织结构，而经单向变形的材料则易于形成片状的微观组织结构。 5.通过分别对低、中、高应变量下形变材料的退火行为的分析，发现低中应变的材料易于发生形核、长大的非连续再结晶行为，而超大形变的材料则易于发生晶粒连续粗化的连续再结晶行为。 6.通过对材料的微观组织结构与力学性能的研究，发现材料的取向差对材料的力学性能存在重要的影响，指出材料的微观组织结构与力学性能间的关系可以通过材料的结构储能加以建立，并提出了一个包含晶界取向差因素影响的新的修正Hall-Petch公式。