等径角挤扭工艺(Equal channel angular pressing and torsion, ECAPT)是在等径角挤压法和挤扭法基础上发展起来的一种新型大塑性变形技术。由于螺旋通道的存在，它实现了“一次挤压，两次剪切”的复合变形目的，材料的应变累积效果和变形均匀程度均可得到明显改善。此外，由于坯料横截面尺寸和形状在每道次变形前后均不发生变化，也为进行多道次ECAPT变形提供了可能性。   

　　江苏省大型工程装备检测与控制实验室在自行计的等径角挤扭模具上进行了A路径下纯铝粉末材料4道次等径角挤扭变形，制备出组织和性能优良的块体超细晶铝。变形温度为200℃，挤压速度为1 mm/s。此外，为减小变形过程中变形坯料与模具内壁之间的摩擦，全程采用MoS2-石墨复合润滑剂进行润滑。变形后坯料整体完好，表面质量较好，未出现裂纹、断裂、破坏等现象。

　　坯料变形的均匀程度直接决定变形材料内部组织结构的均匀性，进而影响材料的力学性能和热稳定性。为保证所获取的超细晶材料组织稳定、性能优越，并具有工业使用价值，应尽可能地提高试样的变形均匀性。分析表明，随着变形过程的继续进行，等效应变的分布梯度不断减小，坯料的整体变形均匀性显著提高。4道次变形结束时，除去靠近试样上下表面的边缘部分，变形坯料内部主要变形区域内的等效应变分布呈现较为均匀的状态。这是由于等径角挤扭工艺螺旋通道的存在，坯料每道次变形后，空间位置都相对于前一道次旋转了90o，因此，4道次等径角挤扭变形后，坯料完成了一个周期360o的旋转，各个平面均同时受到了剪切变形作用，变形均匀程度大大提高。

　　检测表明，ECAPT工艺对纯铝粉末材料具有极强的致密效果。材料致密程度的改善在单道次ECAPT变形后最为明显，坯料主要变形区内的大量微孔隙已基本消失。随着变形道次的增加，残余孔隙的数目和大小不断减少。经3道次ECAPT变形后，坯料整体已接近于完全致密，4道次ECAPT变形后，坯料的相对密度达到0.99757。材料致密程度的提高主要归因于较大的塑性剪切应变和较高的静液压力。在这两个有利因素的双重作用下，残余孔隙不断地收缩、减小，最终实现有效焊合。透射电镜观察表明，经1道次ECAPT变形后，材料内部形成大量位错胞；经4道次ECAPT变形后，变形组织的取向性消失，胞壁上的位错缠结也被平直而清晰的新界面取代，小角度晶界逐渐向大角度晶界转化，最终在材料内部形成了大量尺寸细小、分布均匀且具有大角度晶界结构的等轴超细晶组织，平均晶粒尺寸约为600 nm。

　　力学测试表明，由于晶粒细化程度的不断增大，材料的强度得到提高，经4道次ECAPT变形后，纯铝的抗拉强度高达123.3 MPa。显微硬度也随着ECAPT变形累积应变的增加而增加，1道次变形后增幅最为明显。随着挤压道次的增加，试样的硬度逐渐趋于稳定。当ECAPT变形至4道次时，显微硬度约为48.5HV。