先进超低温变形加工技术能显著抑制热激活,从而在变形过程中对动态回复和高密度变形缺陷的累积起到抑制作用,进一步优化材料的微观组织结构,促进材料组织细化和性能提升,具有良好的工业应用装备基础和前景,是目前研究的热点之一。目前关于超低温变形的相关研究仍处于探索阶段,对变形过程中涉及的变形机理、退火过程中的再结晶机理等尚未明确,针对超低温轧制变形系统展开相关基础研究可为其实际应用提供理论支持和技术保障。为明晰超低温变形对广泛应用的面心立方系结构(FCC)金属轧制变形机理、微观组织结构演变的影响,本文选取工业中有广泛应用的典型商用FCC金属5052铝合金和304奥氏体不锈钢为模型金属,对比研究了两种不同合金在室温和超低温轧制变形过程中的组织/织构演变、变形/强化机制、退火再结晶行为及低温轧制微观组织调控对力学性能的影响。对于存在相变的奥氏体不锈钢,相变对板材的微观组织演变和力学性能也有着重要影响,因此亦定量分析了奥氏体不锈钢中形变诱导马氏体相变的相关转变机制、晶粒细化行为以及力学性能。研究结果表明,超低温轧制变形有利于高密度位错的快速积累从而形成更多变形条带、剪切带,使FCC金属5052铝合金的屈服和抗拉强度获得明显提高。位错强化和晶界强化是超低温轧态合金性能提升的主因,然而最终位错密度趋于一定饱和值导致室温和超低温轧制合金的强度差异随变形量增加而减小。同时超低温轧制引起的高密度位错/形变能提高了 5052铝合金的再结晶驱动力和有效形核位置数,获得细小均匀的等轴再结晶晶粒,使屈服强度较室温提高30MPa(增幅32.6%),而延伸率基本不变,其综合性能优于商用5052铝合金并达到高牌号5000系铝合金的性能。此外超低温轧制能够优化5052铝板Copper、S和Brass轧制织构强度分布,使其在再结晶后期各织构能够比较均衡分布,最终使它们更多的相互消耗,形成较低强度的再结晶织构,从而有效改善了退火态合金的成形性。同时超低温轧制能显著促进FCC金属304亚稳奥氏体不锈钢发生马氏体的转变,得到～100%的α’马氏体,并明显提高板厚方向上马氏体转变均匀性。超低温轧制产生的大量板条宽度更细小的马氏体不仅有助于有效晶粒细化,而且可使不锈钢获得相变强化,而室温轧制变形过程中则以位错强化为主。经超低温轧制及退火处理后的晶粒得到明显细化从而有效改善了FCC金属304不锈钢的综合力学性能,其完全再结晶后的抗拉和屈服强度较室温板材分别提高～11.7%和～47.4%。此外,还发现超低温变形引起的α’马氏体和母相γ奥氏体间仍遵循K-S取向关系,其不受超低温变形条件影响。