简介： 塑性变形是金属材料加工成型的主要方式。为了实现以优化性能为目标的加工工艺的精确化控制，本研究以应用最广泛的立方结构金属材料为研究对象，系统研究典型立方晶体结构金属的塑性变形机理。定量表征和系统分析了面心立方金属（Al、Ni等）和体心立方金属（Fe、Ta等）及工业合金材料在典型塑性变形工艺（轧制、拉伸、冷拔及大应变变形）下经不同应变（从低应变到超大应变）塑性变形过程中微观组织结构和微区晶体取向的演化。为满足对微观组织结构定量表征的需要，发展了利用透射电镜进行晶体微区晶体取向表征和应用电子背散射衍射技术进行形变组织表征的技术。 通过上述研究，取得了如下创新性成果：1、定量表征了金属塑性变形中形成的低能位错界面，以此为基础，将形变位错界面区分为几何必需界面（GNBs）和随机界面（IDBs），并结合位错界面特性、滑移几何和界面结构的理论分析，首次实验证实了形变位错界面为低能位错界面，丰富和发展了低能位错界面结构理论。2、通过对面心立方、体心立方纯金属以及合金在多种形变模式下微观结构的统计性表征，确立了其形成的三类形变微观结构的普遍性，建立了位错界面结构类型与晶体学取向和开动滑移系之间的相互关系。首次提出并证明了金属塑性变形位错界面结构特征与晶体学取向的相关性。3、提出了金属超大塑性变形细化晶粒的新机制和亚晶超塑性的新概念，建立了其微观组织结构与加工硬化行为之间的定量关系。4、基于透射电子显微镜双倾样品台，建立了一套快速测定微区晶体学取向、界面取向差及界面法线的新技术。上述科学发现为实现多种工程金属材料组织结构和织构的精细调控提供了重要的理论基础和技术支撑；提出了优化加工工艺的技术方案，与相关企业密切合作获得了高性能的金属材料制品，相关产品填补了国内空白。