图1。1  （a）t-ECAP原理图（b）工件初始装配图

Jafarlou[8]等人提出了一种基于ECAP的开发的管状金属零件晶粒细化的管状材料等径角挤压变形法（tube equal channel angular pressing，t-ECAP）。其原理如图1。1所示，在压力下将管状材料通过内角为φ外角为ψ的模具，该过程中管材的外表面受到模具的约束，管内腔充满液压油以防止加工过程中试样破损。为了防止液压油在空腔内泄露，将内管的两段加工成螺纹状，管的一端用螺丝钉和密封袋固定，待工件内腔完全充满液压油后，用螺钉紧固密封另一端。

在挤压过程中，工件通过模具的拐角处时，受到了严重的剪切变形。工件内由于积累了大量的塑形应变形成了超大的剪应力。该过程的变形模式是一个简单的剪切变形，通过模具的内角(φ)和外角(ψ)控制。

1。1。2  累积叠轧技术（Accumulative Roll-bonding）

累积叠轧技术（ARB）[9]是把两块尺寸相等的初始金属板材进行表面脱脂及加工硬化等处理后，将两块板材新鲜表面接触叠合绑紧，在一定温度下进行叠轧，板材在轧制力和金属摩擦力的作用下复合在一起，之后再重复工艺使板材反复叠轧焊合，从而得到组织细化、夹杂物均匀分布的材料，使材料的力学性能显著提升。ARB技术成本较低，工艺简单,生产率高，可以生产大尺寸的材料，容易实现工业化生产，且金属薄板不会有几何形状上的变化。不过，尽管轧制是连续制备大尺寸板材的最优选的工艺，但在厚度方向的总应变受到限制，由于随轧制压下量增加，故材料的厚度减小。另外，由于ARB产生的变形是在单向压应力下进行的，导致明显的材料各向异性，因而材料的组织不均匀，并且此技术多用于制备板状材料，不能制备大块体材料。

1。1。3  高压扭转法（High Pressure Torsion）

高压扭转法（HPT）[12]是在轴向压缩的同时在横截面上施加一扭矩,就可以变摩擦阻力为摩擦动力,试样在受到一定的扭转变形的同时也发生了简单的压缩变形[10-11]。近年来，HPT由于其有很大的晶粒细化潜力而越来越受关注。经过高压扭转的试样，其中心的组织得到细化，且整个试样的组织结构比较均匀。HPT虽然是一种制备块体细晶材料的有效方法，但只能生产一些小体积细晶材料，无法进行大规模的工业化生产[13]。

1。1。4  管高压扭转法（High pressure Tube Twisting）

管高压扭转法（HPTT）[14]是根据HPT延伸而来的,这种方法将管状试样紧紧地放置在芯轴与外部刚性圆盘之间，然后对芯轴施加很大的压力，使管状试样受到约束，同时芯轴发生变形从而挤压管状试样，旋转外部的刚性圆盘，材料内部在摩擦力的驱动下发生剪切变形，促使晶粒的细化。虽然这种方法能通过旋转比较小的角度来实现材料的大变形，从而比较有效的强化材料，但是也有着不小的缺陷：由于该方法是通过使芯轴变形来增大摩擦力，因此如果想要想获得足够的摩擦力来促使材料发生剪切变形，就需要向芯轴添加很大的压力使其变形，但是芯轴在巨大的压力下会发生塑性变形，不能被再次利用，使得制备材料的成本较高。

1。1。5  管高压剪切变形（Tube High Pressure Shear）

管高压剪切变形（t-HPS）[15,16]是将管状试样在径向上约束在芯轴和外部刚性圆盘中间，然后通过外载荷对管壁施加足够高的静水压力，使试样与芯轴和刚性圆盘之间的摩擦力足够高，防止试样在变形过程中发生任何局部滑移。固定芯轴，同时旋转外部刚性圆盘，就能在管壁实现剪切变形，如图1。2所示。与HPTT不同，t-HPS通过对试样进行挤压变形，从而产生足够的摩擦促使材料发生剪切变形。该方法能很好的满足SPD方法制备超细晶粒材料的多项条件，并且只需单步操作就能即能实现加工，不需要进行重复工艺。