等径角挤压技术是一种有效的金属材料组织细化的方法,其最大的特点是能够在不改变材料横截面积的情况下,在较低载荷和应力下实现试样大变形,采用纯剪切力的方式细化晶粒,最终形成亚微晶或纳米结构。到目前为止,等径角挤压试样尺寸通常局限在横截面积约为100mm2的数量级,仅用于实验研究材料细化过程,尚未用于大规模工业化生产。为制备大尺寸高纯铝靶材,本文利用自行设计的模具,在室温下对180mm*180mm* 22mm尺寸的高纯铝板材采用T和W两种不同路径进行了四道次的等径角挤压实验。结合宏微观金相、透射电镜以及电子背散射衍射手段研究了两种路径挤压后的组织细化均匀化规律,分析了两种路径的剪切特征及大尺寸板材变形细化特有的组织均匀性问题,探讨了大尺寸高纯铝板材的细化机制。不同路径和不同次数挤压后的大尺寸高纯铝板材,组织结构表现为如下特征:试样中部为稳定变形区,挤压中晶粒分布出现分层现象。挤压前试样Y面晶粒尺寸为3.5mm,T路径挤压4次后,剪切Y面上部和下部各25%区域晶粒较中部细小,晶粒尺寸为350um;W路径挤压4次后,剪切面Y的中部50%区域晶粒较上部和下部细小,晶粒尺寸为200um。研究表明,挤压初期剪切模式决定晶粒大小、分布的均匀性,当晶粒细化至一定程度,应力应变的继续累积有利于晶粒均匀化。结合透射电镜、微观金相以及电子背散射衍射的实验结果,得出晶粒的细化机制为:原始大晶粒;剪切力作用下大晶粒旋转破碎;高密度位错线不断运动并积聚于晶界,形成位错胞、位错墙,亚晶密度提高;亚晶破碎旋转后转为大角度晶界。等径角挤压后,产生纯铜型和旋转高斯织构,随着挤压次数的增多,高纯铝发生动态不连续再结晶,试样内出现立方织构或旋转立方织构。