奥氏体不锈钢由于其良好的成型性能和耐腐蚀性能,成为目前工程应用中最为广泛的材料之一。但奥氏体不锈钢的强度和硬度偏低,成为了制约其广泛应用的“瓶颈”。为提高奥氏体不锈钢的强度与硬度,改善产品的质量,本文采用等通道转角挤压工艺(ECAP)对304奥氏体不锈钢材料进行强化,设计得到3种新型等通道转角挤压模具,结合现有研究,对挤压后的试件进行有限元分析,并采取仿真与实验相结合的方法获得一种有效的强化模具。本文主要研究内容如下:(1)运用三维软件设计出3种不同挤压工艺的等通道转角挤压模具,使用仿真软件对挤压得到的试件进行有限元模拟,研究挤压过程中的载荷曲线、等效应力应变以及横截面的等效应变,并进行损伤分析。结果表明,挤压方式的改变不会影响凸模载荷的大小,旋转90°工艺的等通道转角挤压模具的等效应力值最小,等效应变值最大,转角处发生拉毛概率及模具损伤最小。对实验模具进行结构优化以及仿真分析,研究表明优化后的模具挤压不仅可以除去挤压后试件表面产生的裂纹,而且可以很好的满足实验要求。(2)在塑性变形理论模型的基础上,对3种不同工艺挤压后的试件进行晶粒组织仿真,对挤压过程中晶粒的尺寸大小、位错密度、晶界分布进行分析。得出结论,旋转90°挤压工艺的滑移面夹角最接近理想态的理论值,且晶界分布均匀、晶粒细化效果明显。(3)使用优化后的模具进行挤压件的制备,为验证挤压件的最优性能,在本实验制备过程中进行了多道次的挤压,并完成了挤压后的试件硬度分布测量、硬度标准差的计算以及试件金相组织形貌分析。实验表明,旋转90°模具挤压后试件的均匀度明显改善,晶粒发生细化,这与仿真结果一致。本文通过仿真分析与实验相结合,得到选择旋转90°挤压模具进行7道次挤压,可以制备出细化效果最好且组织分布最均匀的不锈钢材料。