Cu-Al系记忆合金,具有优良的记忆性能和良好的热稳定性,是近年来Cu基形状记忆合金领域的研究热点。针对Cu-Al系合金脆性大、冷加工性能差、记忆性能尚不够理想等共性问题,本文以极富研究价值的Cu-Al-Fe记忆合金为对象,以代表Cu-Al系记忆合金发展趋势的增材制造为手段,以具有“皮包粉”抗损结构和成分便捷调控优势的粉芯丝材为材料,围绕“粉芯丝材增材制造Cu-Al-Fe记忆合金特性及其调控探索”开展研究,旨在厘清Al、Fe元素含量变化与Cu-x Al-y Fe合金特性含微观组织、力学性能、记忆性能、相变特征等的关系,阐明粉芯丝材增材制造Cu-x Al-y Fe组织与性能特性,并在此基础上以B和Mn为代表,探索微量第四相元素引入对Cu-x Al-y Fe形状记忆合金特性影响与作用机制。本文完成的主要研究内容以及获得的研究结果如下:（1）剖析了粉芯丝材增材制造Cu-Al-Fe合金的相关理论,并开展了增材制造工艺优化研究。基于相图对Cu-Al-Fe成分-组织-性能之间相互关系进行了梳理,以共析点为参考确定Cu-x Al-y Fe合金中Al含量（即围绕13wt.%Al变化）,而Fe含量则根据其在Cu中的固溶度及其析出变化设计为1wt.%～6wt.%;同时以课题组前期研究为基础,讨论并完善了粉芯丝材梯度传热理论,阐述了粉芯丝材成分保护机制与晶粒细化机制;进一步地,在丝材探索实验结果基础上,以直径d=2.1mm的丝材为对象,通过Simufact-Welding平台搭建单道多层数值模型对Cu-Al-Fe电弧增材制造过程进行多组别温度场数值分析,得出本文研究条件下工艺窗口（即输入电流I=140A、电弧扫描速度v=0.4m/min）并以成形实验结果进行验证,为本文后续开展电弧增材制Cu-Al-Fe合金特性研究奠定了理论基础和工艺基础。（2）研究了不同含Fe量的Cu-13Al-y Fe合金组织与性能特性,建立了合金变形前、后组织的联系,阐述了Fe含量变化对于合金记忆性能的影响机理。Fe含量增加导致了合金共析点右移,沉积态下组织由过共析组织转变为近共析最终变化至亚共析组织,晶界处氧化物逐渐消失,晶界析出由硬脆相γ2转为塑性相α;淬火后,组织中主量相为马氏体相,伴随着少量析出。在4%预应变下,恢复率最好的是Cu-13Al-4Fe（文中4#）。加入Fe后合金表现出较高的记忆性能且呈现先增后减的规律。记忆条受外力变形后合金中主量相仍为马氏体相,发生再取向效应时随Fe含量变化有序度持续性增加。同时,晶界附近氧化物的减少与析出相的变化提高了晶界强度。两者协同作用,使得合金记忆性能增加。而Fe含量较高时,受κ相析出影响,马氏体强度下降,变形产生滑移造成马氏体的不可逆恢复,记忆性能下滑。（3）研究了不同含Al量下的Cu-x Al-4Fe（Al含量围绕13wt.%变化）合金组织与性能特性,阐述了Al含量变化对合金记忆性能的影响机理。在沉积态组织中,随含Al量的递增合金组织明显的呈现了从亚共析到过共析的变化规律。在淬火态组织中,受Al含量影响,7#（11Al）合金中为α’马氏体;4#（13Al）合金中为β1’马氏体;而8#（15Al）合金中为有序度较高的β1奥氏体。结果表明,对于Cu-Al-Fe合金而言,合金性能对Al元素的敏感性表现强烈。4%预应变下,4#合金仍保持较好塑性且其恢复率为100%;而7#合金具备较好的塑性,但其变形组织中主要由有序度低的α’马氏体组成,形状恢复率仅为22.6%;尽管8#合金因应力诱发后产生有序度极高的马氏体而使其恢复率高达100%,但其塑性极差,无法承受4%的弯曲预应变,弯折后萌生沿晶裂纹导致记忆条断裂。（4）研究了添加微量B和微量Mn对Cu-13Al-4Fe合金组织和记忆性能、常温力学性能与耐蚀能力的影响,探索微量第四相元素对合金性能的影响机制。加入Mn和B后,合金的记忆性能均得到提升。合金的最大可恢复应变由4.99%提高至7.87%,尤其是加入微量B其在大应变下仍具有优异的形状回复率。添加微量Mn后,合金因其所引入的氧化夹杂以及各相含量变化导致合金抗拉强度降低且伴随着硬度的下降,但是合金的塑性上升;添加微量B后,晶界的硼化物析出使得晶粒生长受到极大限制,晶粒尺寸剧烈缩减,同时硼化物增强了晶界结合力促使晶粒变形协调能力增强,合金的力学性能得到综合性提高。添加0.2wt.%B的合金的自腐蚀电位最低,未添加合金的自腐蚀电位最高,抗耐腐蚀的能力排列依次为:10#＞9#＞4#。从电化学角度来看,Cu-13Al-4Fe-X合金的耐蚀能力主要由析出物（κ相、硼化物等）及其形貌所决定。