（合肥工业大学 材料科学与工程学院，合肥 230009）

国际热核聚变实验堆（International thermonuclear experimental reactor,ITER）计划是当前世界各国为了应对能源危机而设定的多个国家参与的能源计划[1—2]。包容高温聚变等离子体的聚变堆包层是其核心部件，包层第一壁结构具有复杂的流道结构，如图1 所示[3]。对于这种带有复杂结构的管件加工，传统的加工工艺主要是弯管工艺，而弯管工艺加工出来的管件存在回弹现象，在弯曲处会有断裂、起皱等问题，并且弯曲处相对于非弯曲处的组织性能也不一样[4—5]。鉴于此，提出了U 形件挤压加扩散焊接的工艺方法来加工复杂的第一壁流道结构[6]。扩散焊接是在真空高温高压环境下进行的，焊接后的材料微观组织粗大，相应的力学性能降低[7—8]，为了提高整个第一壁的力学性能，需要首先对U 形板件进行改性。大塑性变形法（Severe plastic deformation，SPD）是极具潜力的材料改性方法[9]，它在基本不改变材料体积的前提下，以通过累积大量的塑性应变达到细化晶粒、制备力学性能优异的超细晶（Ultra-fine grained，UFG）材料为目的的材料制备方法，得到了广泛的研究。从1930 年由Bridgeman 首次提出高压扭转法到现在，大塑性变形已经发展出累积叠轧（Accumulative roll-bonding，ARB）、往复挤压（Cyclic extrusion compression，CEC）、高压扭转（High pressure torsion，HPT）、等径角挤压（Equal-channel angular pressing，ECAP）、反复折弯-压直（Repetitive corrugation and straightening，RCS）、模压（Groove pressing，GP）、多向锻造（Multi-directional forging，MDF）等工艺方法[9—12]。近年来，模压大变形方法在提升板材力学性能方向的应用得到了充分的发展[13—15]。文中，笔者结合U 形板件坯料的复杂形状及模压变形对于提升板材性能的优势，将限制性模压大塑性变形法应用于U 形板件的改性制坯中，提出了一种新型的大塑性变形工艺方法——U 形件模压。……