高强高导Cu-Ag合金是一类具有优良力学性能和导电性能的结构功能材料,广泛应用于直流及高场脉冲强磁场线圈中。为获得更高磁场强度的磁体,对Cu-Ag合金的性能提出了更高的要求。本论文在国家高技术研究发展计划项目(863计划)No.2007AA03Z519、脉冲强磁场实验装置重点开放课题WHMFCKF2011007和国家自然基金项目51004038资助下,选择广泛应用的Cu-25%Ag合金,开展了强磁场下不同凝固工艺的研究。通过研究合金的铸态显微组织,明确强磁场对Cu-25%Ag合金凝固过程的影响机制；并通过对不同条件制备的Cu-25%Ag合金进行冷拉拔大变形,获得不同变形率下的Cu-Ag合金线,研究大变形后合金性能与初始凝固组织的关系；探索利用强磁场控制合金凝固过程,改善Cu-Ag合金的性能。采用连续冷却凝固工艺时(1050℃,保温40min,随炉冷却),有、无12T强磁场作用下Cu-25%Ag合金凝固组织定量分析结果表明,凝固过程施加强磁场对合金横截面上Cu枝晶形貌及分布的影响较小,但纵截面上的Cu枝晶长度减小、枝晶间距增大,这是由于在Cu枝晶的尺度上(-80μm),强磁场抑制其形成过程中的熔体自然对流,使得熔体内温度梯度和枝晶前沿的液相浓度增加,阻碍了枝晶的生长；另外,施加强磁场后,合金横截面上共晶片层间距增加,纵截面上减小。这是由于在共晶片层的尺度上(-1μm),强磁场对熔体自然对流的抑制作用几乎消失,此时由温度差引起的热电势在熔体中诱发沿径向的新流动,有利于横截面上共晶相间的长程扩散,从而增加了共晶片层间距；然而纵截面共晶相形成时,溶质不仅仅沿径向扩散,此时强磁场的施加将在短程扩散中降低溶质扩散系数,因此共晶片层间距减小。采用分段冷却凝固工艺时(1050℃,保温40min,冷却至790℃,保温30min,随炉冷却),有、无12T强磁场作用下Cu-25%Ag合金凝固组织定量分析结果表明,Cu枝晶在保温阶段发生粗化,强磁场所带来的形貌变化被掩盖,因此在该工艺下施加强磁场后Cu枝晶形貌并无改变；施加强磁场作用后,共晶片层间距增大,这是由于熔体流动降低共晶相的形核率造成的。采用连续冷却凝固工艺和分段冷却凝固工艺时Cu-25%Ag合金凝固组织Cu枝晶中Ag含量的EDS分析结果表明,强磁场使Cu枝晶内的Ag含量增加。分析认为强磁场增加固液界面前沿溶质浓度,而平衡分配系数不变,因此Ag含量增加。分别对连续冷却凝固工艺和分段冷却凝固工艺时Cu-25%Ag合金进行冷拉拔大变形,研究了不同变形量对有、无强磁场处理时Cu-25%Ag合金组织的影响。1)组织定量分析结果表明,随拉拔变形量的增大,在纵截面上,Cu-25%Ag合金的显微组织由网状结构逐渐被拉长并最终演变成纤维组织,共晶纤维尺寸和间距随拉拔应变的增加而不断减小。在横截面上,合金始终保持网状结构,但组织尺寸逐渐减小。对比拉拔前后显微组织发现,合金铸态组织对拉拔后的显微组织具有遗传性。2)力学性能的研究结果表明,随拉拔应变增加,合金的极限抗拉强度增加,塑性下降。施加强磁场连续冷却凝固的合金拉拔后极限抗拉强度增加。分析认为Cu枝晶内Ag析出相的增加导致析出强化增强,共晶片层间距的减小导致共晶强化增强是合金强度增加的主要原因；施加强磁场分段冷却凝固后的合金强度降低。分析认为共晶强化降低是导致合金强度降低的原因。3)导电性能的研究结果表明,施加强磁场凝固作用后合金经大变形后导电率略有降低,分析认为Ag析出相增加导致析出散射增加是导电性下降的主要原因。综上可知,强磁场可以有效改善Cu-25%Ag合金铸态组织并提高合金性能,是一种新型的Cu-Ag合金的制备方法。