W-Ni-Fe高比重合金是典型的双相复合材料，主要应用于需求高密度领域，如配重块、穿甲弹弹芯和屏蔽材料等。传统液相烧结W-Ni-Fe合金由于钨晶粒粗大（约30~60μm）而不利于其综合性能的进一步提高。后续形变强化虽然可以在一定程度上提高合金的力学性能，但是考虑到材料的利用率、加工成本及变形量等，限制了其在民用和国防工业中的扩大应用。细化钨晶粒被证明是提高合金力学性能的最有效途径，随着钨晶粒尺寸的降低，合金的强度、硬度、韧性等都将有所改善。因此，研究制备高性能细晶W-Ni-Fe合金，具有重要的学术价值和实际意义。本文以93W-5.6Ni-1.4Fe元素混合粉末为原始材料，采用放电等离子烧结技术将其致密化，系统地研究了其烧结过程中的致密化与晶粒长大机制。以此为依据，开发了放电等离子循环烧结和瞬时液相烧结两种新的烧结工艺，最终获得了高性能细晶93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金。根据经典的烧结动力学、微观组织演变规律以及脉冲电场下粉末孔隙处的局部温度梯度，93W-5.6Ni-1.4Fe粉末的SPS过程可以划为三个阶段：SPS初期，主要为颗粒重排与烧结颈形成和长大，镍铁通过扩散形成γ-(Ni, Fe)固溶体，外加压应力和特有的“SPS效应”促进烧结颈形成和长大；SPS中期，粘性流动（W晶粒转动与滑移）辅助下的W在粘结相中的溶解－再沉析和W晶界扩散共同主导致密化与晶粒长大；SPS后期，致密化停滞而W晶粒迅速长大，其机制为气相扩散与溶解－再沉析。加热速率对93W-5.6Ni-1.4Fe粉末的SPS致密化和晶粒长大行为影响很大。提高加热速率可以增强粘性流动作用，增加粉末的致密化速率，促进粉末SPS后期的致密化并最小化表面扩散进而抑制钨晶粒长大。建立了两个不同加热速率阶段93W-5.6Ni-1.4Fe合金的放电等离子烧结MSC曲线。低加热速率阶段的MSC曲线可以准确预测93W-5.6Ni-1.4Fe粉末放电等离子烧结全过程的致密化行为，以及粉末压坯的收缩量和合金最终烧结密度。当加热速率过高时，由于宏观温差增大，其MSC曲线在预测合金的烧结密度上存在困难，但是仍能有效预测粉末的致密化趋势。采用放电等离子循环烧结制备了细晶93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金（钨晶粒尺寸小于9μm）。1400oC循环烧结有效改善了合金的钨晶粒形态、粘结相分布以及钨－粘结相界面的内聚力，降低了W-W连接度，合金的力学性能显著提高，具体表现为合金弯曲断裂后，钨晶粒解理断裂与粘结相撕裂增多，且在W-W分离界面上存在许多微区粘结相延性撕裂与钨－粘结相界面分离，有效阻止了裂纹的扩展。合金准静态室温压缩屈服强度与其微观组织，如钨晶粒大小、粘结相体积分数以及W-W连接度有关；其动态力学行为有明显改善，沿最大剪切应力平面存在约30μm的剪切变形区，但是循环烧结对钨晶粒形状的改善有限，削弱了其高应变速率下剪切变形区内钨晶粒的变形协调性，因此其绝热剪切带深度有限。通过有效控制SPS工艺（放电等离子瞬时液相烧结），制备了钨晶粒细小（钨晶粒尺寸约6μm）且呈球状的93W-5.6Ni-1.4Fe合金，其相对密度约为0.95，W-W连接度为0.53。与传统的液相烧结钨基高比重合金相比，放电等离子瞬时液相烧结合金的力学性能有明显提高，具体表现为准静态加载条件下具有高弯曲强度（约1580MPa）和高屈服强度（室温下约1050MPa和800oC高温下约640MPa），SPS改善了合金的界面性能，对屈服强度提供了一个额外的强化作用；动态加载条件下随着钨晶粒尺寸的减小，局部绝热剪切带变窄且扩展深度增加。细化球状钨晶粒有利于局部绝热剪切带的形成与扩展，提高穿甲侵彻过程的自锐化效应。