为了引入大的塑性应变，剧烈塑性变形往往在复杂压应力为主的应力状态下进行，并经历大的剪切变形作用。剧烈塑性变形具有强烈的晶粒细化能力，能够直接将金属材料的晶粒细化到亚微米乃至纳米量级，已被国际材料学界公认为是制备块体纳米/超细晶材料最有前途的工艺方法，并在材料微观组织形貌调控、粉末冶金固结等方面显示出了强大的应用潜力。

实现剧烈塑性变形方法，需要满足以下条件：获得具有大角度晶界的超细组织；试样内部超细组织整体保持均匀性；剧烈塑性变形后试样不能破损或开裂，要保持整体的完整性；需要在相对较低的温度（室温）下进行，从而获得大的变形应变量（等效应变量一般需超过6～8）。剧烈塑性变形法制备微纳米材料的变形细化机制比较复杂，还没有统一的理论解释，常见的变形机制有位错变形机制、孪晶细化机制、动态再结晶机制和相变细化机制等。

常见的剧烈塑性变形方法（见图）主要有等径角挤压变形（equal-channel angular pressing; ECAP）、高压扭转（high pressure torsion; HPT）、沙漏挤压（cyclic extrusion-compression; CEC）、叠层轧合技术（accumulative roll bonding; ARB）、扭转挤压（twist extrusion; TE）等。①ECAP，将试样放入横截面相同并成一定交角的模具弯曲通道中，试样在压力作用下通过通道，并在通道弯曲处产生近似理想的剪切变形。由于不改变材料的横截面面积和形状，试样的重复变形成为可能。②HPT，在轴向压缩的同时，在试样横截面上施加一扭矩，这样可以变摩擦阻力为摩擦动力，既实现了一定的扭转变形，又实现了简单的压缩变形。③CEC，作为循环挤压-镦粗法的CEC，中国通常称为沙漏挤压。坯料在沙漏型的模具型腔内实现循环往复的正挤压和镦粗变形，并在变形过程引入背压。④ARB，将表面进行脱脂及加工硬化等处理后的尺寸相等的两块金属薄板，在一定温度下叠轧并使其自动焊合，然后重复进行相同的工艺反复叠轧焊合。⑤TE，是HPT或扭转变形应用延伸的一个成功范例，其原理是将坯料挤进一个带有菱形截面的扭转通道模具内，从而迫使变形材料在挤扭过程中产生剧烈塑性变形。受以上工艺方法的启发，一些新的改进SPD方法也被陆续提出。

常见剧烈塑性变形法

剧烈塑性变形已经用于材料的加工制备，并在铝及铝合金、铜及铜合金、纯铁、碳钢、镍等数十种材料中获得了块体亚微晶乃至纳米晶组织。