Cu-Cr-Zr合金由于其良好的导电导热性、耐腐蚀性、高强度等特点,已经广泛应用于航空航天、引线框架、高速电气机车导线等领域。研究表明,第四组元的添加会提升Cu-Cr-Zr合金的综合性能,但目前关于第四组元在合金中的存在形式和作用机理的研究并不充分。本文基于以上背景,以Cu-Cr-Zr-Ti合金为研究对象,探索微合金化元素对合金组织的影响,研究Cr、Zr、Ti元素在时效析出过程中的富集规律,分析Zr、Ti元素并存情况下Cr相的析出机理。此外通过两种工艺制备Cu-Cr-Zr-Ti合金杆材,探索不同制备工艺对合金性能的影响,以及第二相粒子在组织演变过程中的存在形态、分布规律对合金性能的作用机理,建立Cu-Cr-Zr-Ti合金“制备加工技术―微观组织―力学性能”间的对应关系。通过“大气熔炼—铁模浇铸”工艺制备Cu-Cr-Zr-Ti合金锭坯。研究表明其铸态晶粒粗大且存在大量的枝晶,第二相主要有枝晶发达的富Cr相和棒状的富Zr相两种。合金中Cr、Zr、Ti元素含量的不同对合金初生相形貌和数量有较大影响:Cr含量的增加导致合金铸态组织中富Cr相枝晶更为发达,而对富Zr相影响较小;Zr含量的增加会使基体中富Zr相数量更多,且尺寸稍大,对富Cr相的形貌无明显影响;Ti含量的增加对富Cr相的长大有抑制作用,导致富Cr相枝晶不发达,但对富Zr相的形貌基本无影响。研究了Cu-0.31Cr-0.29Zr-0.15Ti合金时效过程中的析出强化机制。结果表明,在450oC时效过程中,析出相没有明显的长大,尺寸范围在3~5 nm,且只发现与铜基体共格的亚稳态fcc-Cr相。Cr、Ti原子在时效过程中向富Cr相的中心处富集,而Zr原子则偏聚在富Cr相与Cu基体的界面处。Ti原子快速扩散到fcc-Cr中促使很多包含Ti原子的fcc-Cr相迅速长大,导致了基体中溶质原子Cr与Ti的过饱和程度下降,不能为fccCr相的进一步长大提供过饱和度,从而抑制bcc-Cr相的生成。通过浇铸—挤压和上引连铸两种工艺制备Φ=3 mm合金杆材,经最终形变热处理后合金的抗拉强度分别为571、621 MPa,抗软化温度分别为590oC、563oC,导电性能均为65%IACS,延伸率都为5%左右。浇铸—挤压工艺合金经挤压变形后,晶粒被破碎为细小等轴晶,尺寸约20~40μm,第二相呈颗粒状弥散分布于铜基体,经固溶处理后合金晶粒异常粗大,晶粒尺寸在200μm以上,并且有大量的退火孪晶生成。上引连铸工艺合金铸态组织晶粒粗大,且枝晶发达,初生富Cr相主要分布于晶界处,经固溶处理后合金发生完全再结晶,晶粒为尺寸约20μm的等轴晶,此时第二相颗粒分布于晶界处。晶界处第二相粒子对晶界迁移有阻碍作用,计算再结晶晶粒长大的驱动力及阻力可知,浇铸—挤压工艺合金在固溶处理(950oC/10、20、40 min)时,晶粒长大驱动力大于阻力,晶粒不断长大。上引连铸工艺合金在固溶处理过程中晶粒长大的驱动力小于阻力,第二相对晶界的钉扎作用使得再结晶长大困难,得到细小的等轴晶。