钼具有高熔点（2620°C）、高强度和硬度、优良的导电导热性能、高温力学性能和优异的抗腐蚀性能;Al2O3具有弹性模量高、硬度高、高温性能好、耐磨性好和成本低等优点。Al2O3作为第二相加入钼合金中可以有效提升合金再结晶温度和高温力学性能。市面上线切割钼丝主要以纯钼丝和微掺镧钼丝为主。纯钼丝具有强度低、成丝率低和断丝率高等缺点,微掺镧钼丝性能得到改善,仍不足以满足新型线切割机床在大脉冲电流下运行的需求。本文主要研究了Al2O3掺杂量对钼丝的组织和性能的影响,揭示了强化和失效机理。通过SEM、EDS和EBSD等方法,研究了不同Al2O3掺杂量、退火温度和脉冲电流对钼丝的显微组织和断口形貌的影响规律;揭示了不同电流和时间下线切割时Mo-Al2O3钼丝的性能变化规律及损伤和失效机制。钼丝在拉拔过程中变形量高达99.992%,产生强烈的加工硬化,最终形成超细的[110]∥RD丝织构,具有很强的各向异性,钼丝强度得到大幅度提升,塑性也有所提高。随着Al2O3掺杂量的增加,强化效果更加显著,力学性能不断提升,Mo-0.25%Al2O3钼丝抗拉强度高达2243MPa,断裂模式均为韧性断裂,断口处有大量韧窝存在。随着Al2O3含量的增加,钼丝再结晶温度不断提升,Mo-0.20%Al2O3钼丝再结晶开始温度在1400℃左右,终了温度高于1600℃。随着退火温度的升高,纤维状组织逐渐增粗,然后有细小新晶粒形核,最终长大形成长宽比大的板条状组织,大角度晶界逐渐转变为小角度晶界,丝织构转变为再结晶织构,钼丝抗拉强度和硬度均呈下降趋势,塑性先上升后下降,断裂模式由韧性断裂向脆性断裂转变。通电试验过程中,随着脉冲电流的增大,钼丝的组织逐渐均匀化,晶粒尺寸小幅度增大,钼丝强度先增大后减小,在脉冲电流为6A时,Mo-0.15%Al2O3具有最好的性能。掺杂Al2O3不仅提高钼丝在大电流下的力学性能,也提升了钼丝电阻率,有利于高温时电压电流稳定。线切割过程中,掺杂Al2O3可以明显减少钼丝损耗,其中Mo-0.20%Al2O3钼丝损耗最慢。钼丝表面有大量的疲劳剥落凹坑、磨损带来的划痕和冲蚀坑。钼丝表面覆盖一层Fe膜,可以起到保护钼丝的作用。钼丝外层组织转变为粗大的长条状钼晶粒,芯部仍为纤维状组织。建立了时间-脉冲电流-强度三维曲面图,研究了服役过程中力学性能演变规律,揭示了钼丝失效机制。