作为一种优秀可行的细化晶粒，得到优质材料的生产工艺，研究者进行了大量的 高压扭转工作研究。武汉理工大学的管倩[8]通过高压扭转变形方式对 Al 试样的实验 研究结论，证实这种变形方式下能实现工件的扭转变形，并且随着扭转圈数的增加， 硬度会增大，试样内部微观结构更加均匀。由于旋转凹模的作用，管形件成形时的变 形区域存在剪切变形，产生剧烈的剪切变形，有利于获得大塑性变形，相关研究显示大塑性变形使得晶粒尺寸达到微米甚至纳米级，因此通过锥形凹模稳态旋转正挤压的 方式可以显著提高管形件成形后的力学性能[9]。哈尔滨工业大学的张星宇等[10]利用高 压扭转制备了 Mg/Al 双层复合板材。通过大量的分析发现，HPT 制备的 Mg/Al 复合 板材的 Mg/Al 层具有超细晶组织，Mg/Al 层的晶粒尺寸随着 HPT 变形量的增加而减 少，变形量较小时候，Mg/Al 层的晶粒尺寸分布不均匀。变形量增大时候，Mg/Al 层 的晶粒尺寸趋于均匀并且稳定。Mg/Al 层出现相互交融，界面具有原子尺度的良好结 合。关于高压扭转变形死区问题[11]宋月鹏等观察并研究了纯铜高压扭转压缩阶段摩 擦系数及凹槽结构对变形死区的影响，利用 ANSYS 有限元分析软件对其影响机制进 行模拟仿真。结果表明，摩擦系数越大、凹槽深度越深、凹槽倾角越小，越容易产生 死区。Y . Kume 等[12]通过如图 1-2 所示的结构进行高压扭转实验。他们所用的材料分 别是 pure Al 和 Al-5%Mg alloys。最初材料的晶粒尺寸为 50~150µm，实验完成之后， 在室温条件下晶粒尺寸变为 1~5µm。维氏硬度增大了 1.5~2 倍。他们的研究发现旋转 对于增大应变非常有效，并且对于圆形的材料来说，在整个高压旋转过程中将有 90% 的区域参与旋转。

对比使用常见的圆柱段试样进行的高压扭转实验，S Khoddam[13]等人设计了一种 凸模下底面并非平整面，而是带有角度的凸模进行高压扭转实验。实验装置如下图 1- 3 所示。他们的实验称为（High Pressure Torsion-Cylindrical Segment，简称 HPT-CS） 实验。他们的实验表明：这种实验装置与常规的下底面为平面的实验对比具有特殊的 优点。凸模往下运动并且旋转的时候，由于凸模和试样呈一定的角度相互接触，使得 产生剧烈塑性变形的区域不仅仅分布在同一个平面上，而是在一个有角度的斜面上。 那么在瞬间时刻参与变形的区域将会增大，在试样的横截面和纵截面上均有材料参与变形。圆柱段试样的内部材料在这种具有角度的凸模作用下发生流动，内部原子位置 改变，发生前、后、左、右的移动，达到了平底面凸模无法达到的效果。材料内部原 子移动的程度加剧，材料应变加大，应变率也增大。

他们的研究还表明：这种 HPT-CS 分析实验相对于常规的 HPT 实验更具有指导 意义，尤其是薄、小的材料。HPT-CS 是复合轴向的多方向变形，这种工艺的特殊性 在于：①总体零形形变；②可以不需要摩擦。它不需要摩擦的原因在于凸模和样品的 角度，斜体结构在整个高压扭转环境中提供了驱动晶粒变形的驱动力。 

除了优化模具结构来改进高压扭转工艺，连续的高压扭转工艺也是研究的热点问 题。 Kaveh Edalati  等人[14] 利用如图 1-4 所示的装置进行了连续高压扭转实验 

（Continuous High-Pressure Torsion，简称 CHPT）。他们的研究表明：利用 CHPT 生 产的薄片材料和利用 CHPT 生产的圆环或圆盘形材料的力学性能一致。微观实验表 明 CHPT 可以作为一项连续的细化晶粒工艺。

Yu Ivanisenko 等人进行的高压扭转挤压（High-Pressure Torsion  Extrusion）实验[15]将高压扭转和挤压结合在一起，对纯铜（99.9%）进行了实验。他们的实验表明：