工业纯钛作为新型结构材料,被广泛应用于航空、航天和汽车等领域。孪生变形作为这种金属重要的变形方式,一直是研究材料变形机制和性能优化的热点。高密度变形孪晶对材料具有明显的强化效果。本文采用动态等径角挤压技术(Dynamic Equal channel angular pressing,D-ECAP),室温下实现工业纯钛在L型模具内的高应变率剪切变形。研究1道次变形中的孪生演化现象,并对变形后的样品进行准静态和动态力学测试,主要研究内容和结论如下:1道次D-ECAP变形后,样品内产生高密度的变形孪晶,孪晶百分含量达到23.35%。在变形孪晶中,以{11-22}压缩孪晶和{10-12}拉伸孪晶为主导,同时还生成了{10-11}、{11-24}压缩孪晶,{11-21}、{11-23}拉伸孪晶,六种孪生模式协调变形,其中{11-23}拉伸孪晶首次在纯钛变形组织中形成。1道次D-ECAP变形组织中还存在二次、三次孪晶及相应孪晶变体的复杂孪生模式。在单个变形晶粒内部,以一次{11-22}压缩孪晶为基体,形成二次{11-22}-{11-21}和二次{11-21}-{10-12}孪晶,以一次{10-12}拉伸孪晶为基体,形成二次{10-12}-{11-22}孪晶。其中一次{11-22}压缩孪晶和一次{10-12}拉伸孪晶分别存在四种和两种孪晶变体,二次{11-22}-{10-12}孪晶存在两种孪晶变体。以二次{11-22}-{11-21}孪晶为基体,继续生成三次{11-22}-{11-21}-{11-22}孪晶,完成压缩(CT)-拉伸(ET)-压缩(CT)的孪晶演变序列,以二次{10-12}-{11-22}孪晶为基体形成三次{10-12}-{11-22}-{10-12}孪晶,完成拉伸(ET)-压缩(CT)-拉伸(ET)的孪晶演变序列。1道次D-ECAP变形对工业纯钛强化效果明显。显微硬度从HV132提高到HV217,抗拉强度从初始370 MPa,升高到663 MPa。而断后伸缩率从初始71%降到51.3%,仍保持较好的塑性。动态层裂实验结果表明,在相同的冲击压力下,D-ECAP变形后高密度孪晶钛的雨贡纽弹性极限和层裂强度均高于初始工业纯钛,且均随着冲击压力的增加而增加。高密度孪晶钛的层裂回跳加速度低于工业纯钛,表明发生层裂时的高密度孪晶钛内部微孔形核长大速率低于初始工业纯钛。