高熵合金独特的组织结构和优异的综合性能使其在航空、航天、核能、电子等领域的极端环境下具有广泛的应用空间,是目前合金研究领域的前沿方向。Al Co Cr Fe Ni系合金是目前研究最为广泛的高熵合金体系之一,然而高昂的原材料和制备成本限制了其工程应用。本研究在典型的AlCoCrFeNi系高熵合金基础上,去除成本较高的Co元素,并提高Fe元素含量,设计出低成本的Fe40Ni30Cr20Al10高熵合金。首先采用形变热处理（冷轧和退火处理）对材料进行微观组织调控,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）以及拉伸测试等方法研究冷轧和退火处理对Fe40Ni30Cr20Al10合金的组织结构与力学性能的影响规律。随后,通过调控Ti元素含量,系统地研究了Ti含量对Tix(Fe40Ni30Cr20Al10)100-x系高熵合金铸态组织结构和力学性能的影响。研究结果表明:（1）铸态和冷轧态的Fe40Ni30Cr20Al10高熵合金均由无序FCC（A1）主相和BCC相构成。铸态合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为306MPa、722MPa和28.6%。冷轧后的合金样品硬度和拉伸强度明显提高,轧制15%后合金的屈服强度和抗拉强度分别提升到645MPa和1028MPa,但伸长率下降至16.1%。（2）冷轧80%的Fe40Ni30Cr20Al10合金经700℃～900℃退火一小时后,均发生部分再结晶,形成了主要由“细晶尺度的再结晶区域和纳米晶尺度的未再结晶区域”构成的异质结构,两类区域的相组成均为无序FCC（A1）相基体和弥散分布的富Al,Ni的有序BCC（B2）析出相以及富Fe,Cr的无序BCC（A2）析出相。退火后合金的抗拉强度均不低于1040MPa。900℃/1h退火的合金屈服强度和伸长率分别为817MPa和26.4%;与其铸态合金相比,伸长率略有下降,但屈服强度提高了167%,实现了合金兼具高强度、高塑性和低成本的优异组合。循环拉伸测试结果表明异质结构诱发的异质变形诱导应力占流变应力的比例超过48%,是该合金最主要的强化机制,对该合金保持高强度、高韧性起到关键作用。（3）系统研究了铸态Tix(Fe40Ni30Cr20Al10)100-x（x=2,4,6,8 at.%）合金的微观组织与力学性能。结果表明:Ti2(Fe40Ni30Cr20Al10)98和Ti4(Fe40Ni30Cr20Al10)96合金均由FCC结构枝晶区域和BCC枝晶间区域构成,前者的BCC区域为A2/B2迷宫状结构,后者为BCC基体上析出Heusler结构的L21相。Ti6(Fe40Ni30Cr20Al10)94和Ti8(Fe40Ni30Cr20Al10)92合金的微观组织主要由FCC层片和BCC层片交错分布,其中BCC层片中弥散分布大量L21析出相。随着Ti含量的提高,该系合金的强度逐渐提高,而塑性逐渐下降,其中Ti4(Fe40Ni30Cr20Al10)96合金的屈服强度,抗拉强度和伸长率分别为631MPa,1132MPa和16.6%,表现出优异的综合力学性能,而且生产成本较低。