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难混溶合金因其在冷却过程中极易发生液相分离现象从而严重降低了其凝固组织的利用价值,很大程度上限制了此类合金的应用和发展。根据合金熔体液相分离的特点不同,难混溶合金可分为两类:一类是以偏晶合金为代表的稳态难混溶合金,另一类则是以部分包晶合金为代表的亚稳态难混溶合金。其中,稳态难混溶合金中Cu-Pb偏晶合金以其自身优良的自润滑性能备受各个领域的广泛关注;Cu-Fe合金作为典型的亚稳态难混溶合金,因其优良的导电性能及低廉的成本等特点,受到广泛关注。本文选取Cu-40wt.%Pb、Cu-15wt.%Fe、Cu-35wt.%Fe为研究对象,采用玻璃熔融净化与循环过热相结合的方法,研究其液相分离过程及凝固组织演化机制,同时通过加入第三组元及施加脉冲电流的手段,实现对难混溶合金凝固组织的控制,取得的研究成果如下:利用铜模快淬的方法制备了Cu-40wt.%Pb过偏晶合金试样,结合能谱分析及相关理论得出结论,液相分离初期,L1富Cu相作为优先相首相从合金熔体中液相形核,对于难混溶合金的液相分离初期的形核阶段,L1与L2相形核是一个迅速接替的过程,也就是说,一个相的形核必然会触发另一相形核的发生。而对于Cu-15wt.%Fe包晶合金,L2富Fe相则作为优先相首相从合金熔体中液相形核,形核机理与Cu-Pb偏晶合金完全不同。通过玻璃熔融与循环过热净化相结合的方法分别制备了不同过冷度下Cu-40wt.%Pb、Cu-15wt.%Fe和Cu-35wt.%Fe合金试样,结果表明,过冷度不同,对难混溶合金的凝固组织结构影响较大,同时,合金成分的改变也会很大程度上影响其凝固组织形貌。结合理论分析,得出结论,液相分离初期,Ostwal熟化是导致少数相晶球粗化的主要机制;液相分离中期,Brownian运动及Marangoni迁移是导致少数相晶球粗化的主要机制;而到了液相分离后期,Stokes运动则成为了少数相晶球粗化、偏析乃至分层的主导因素。Ostwal熟化、Brownian运动、Marangoni迁移和Stokes运动均贯穿液相分离的整个过程始终,只是在不同时期所起的作用大小不同而已。通过向Cu-40wt.%Pb偏晶合金、Cu-15wt.%Fe包晶合金中添加第三组元Ni以及向Cu-40wt.%Pb偏晶合金凝固过程中引入脉冲电流等手段,研究其对难混溶合金凝固组织的影响。结果表明,第三组元Ni的添加很大程度上改变了难混溶合金的凝固组织形貌。对于Cu-40wt.%Pb偏晶合金而言,第三组元Ni的添加导致合金熔体中第二相颗粒明显变得细小且在基体中弥散分布,同时,随着第三组元Ni含量的增加,Cu-40wt.%Pb合金的均质化过冷度区间也明显增大。其细化机理主要包括:第三组元Ni对合金熔体内界面能、第二相体积分数、晶格结构等的影响。而对于Cu-15wt.%Fe包晶合金而言,第三组元Ni的添加导致合金熔体的凝固组织形貌彻底发生了改变,且随着过冷度的增大,其凝固组织愈加细密。结合XRD分析可知,Ni的加入导致合金熔体中α-Cu相和Fe3Ni2相的析出,且两相晶格一致,均属于面立方（fcc）结构,因此增强了两相的结合。分析其细化机理,认为熔体内第一类粒状晶的粒化主要为枝晶熔断机制,而导致第二类粒状晶形成的机制主要是枝晶碎断-再结晶机制。至于脉冲电流对Cu-40wt.%Pb偏晶合金凝固过程产生的影响,结果更加显著,脉冲电流对难混溶过偏晶合金Cu-40wt.%Pb的凝固组织有明显的细化作用,且随着脉冲电流的增大效果愈加明显。分析原因,主要是由于脉冲电流使合金熔体的液态结构发生改变,具体表现为:熔体内部组元的活度降低,中、小尺寸的溶媒团簇增多,最终导致了Cu-40wt.%Pb过偏晶合金凝固组织的细化。从另一个角度分析,脉冲电流的引入增大了Cu-40wt.%Pb合金熔体的过冷度,脉冲电流越大,合金熔体的过冷度越大,从本质上说,脉冲电流的引入已经改变了Cu-40wt.%Pb过偏晶合金原有的液相分离属性,使之能够像传统合金一样,随过冷度的增大,凝固组织明显细化。通过对脉冲电流处理后的Cu-40wt.%Pb过偏晶合金试样的硬度、耐磨性测试分析,结果表明,脉冲电流的引入,能够细化Cu-40wt.%Pb偏晶合金组织,优化其材料的自润滑性能,研究对稳态难混溶Cu-Pb偏晶合金的实际生产具有指导性意义。