随着现代航空航天、微型医疗、电子通讯、纺织印染等技术的发展,对微型系统及相关的微小金属零件的需求日益增长。虽然目前对微小尺度范围内的塑性成形理论及应用研究已广泛开展并逐步深入,但理论研究还存在一些不足且研究结果对技术方面的指导作用也存在很多局限性。随着微小构件尺寸的减小,塑性变形区内晶粒的数量也随之减少,表层晶粒与厚度方向晶粒的排布与方位分布对变形的影响越来越显著,表面层模型、应变梯度硬化理论及晶体塑性理论的研究及应用虽然有其适用性,但也均存在明显的局限性。本文以试验为基础对薄板金属材料的塑形成形性能进行研究,为理论研究提供实验数据支撑。本文选用的材料为304不锈钢薄板,首先对不同厚度的试样进行热处理,得到均匀的晶粒组织,接着做单向拉伸试验,热处理后试样表层产生的钝化膜韧性好,对表层晶粒中的位错滑移到表面会起到阻碍作用,试样越薄表面钝化膜所占比例增加,进而使得材料屈服应力随试样的变薄而增加。在修正的Hall-Petch关系式中对不同厚度试样的屈服应力有比较准确的预测。而随着试样变薄,厚向晶粒数减少,导致试样延伸率降低。接下来对热处理过的试样进行微拉深试验,对于不同筒形件尺寸的拉深力—位移曲线,板料厚度对最大拉深力点的位移量影响大,表现出筒形件所用板料越薄位移量越小这一尺寸效应现象;对于厚度不同的试样,试样越薄最大拉深力越小,而对达到最大拉深力时的位移量影响较小;引入修正的Nix-Gao应变梯度模型,建立含径向项的最大拉深力计算公式,并与最大拉深力试验值相对比,数据基本吻合,表现出越薄越强这一尺寸效应现象。