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黄铜板带是最重要的基础材料之一,被广泛应用于工业及国民经济的各个领域。虽然我国关于传统黄铜板带的制备工艺非常成熟,但是兼具优异力学性能及优良导电性能的高性能黄铜板带及其制备工艺仍然有很大的研究和开发价值。本论文首先以最常见的工业级H65黄铜板带为对象,系统地研究了超低温轧制及退火处理对其组织和性能的影响。其次,针对超低温轧制样品在退火处理过程中强度下降的问题,开发了析出强化型镍硅黄铜（NSB黄铜）,并通过超低温轧制及时效处理对其组织进行调控,获得了综合性能优良的镍硅黄铜板带。在以上研究基础上,通过超低温轧制工艺在低变形量条件下制备了高强度高塑性的Cu-30Zn合金板带。同时,通过镍和硅元素的添加结合超低温轧制和退火处理工艺制备了高性能Cu-30Zn-1Ni-0.2Si合金板带。本研究所开发的超低温轧制工艺及析出强化型镍硅黄铜为我国黄铜板带的研究和发展提供了新的思路和可行的技术参考。本论文所做的主要研究及取得的主要结果如下:（1）对H65黄铜板带分别进行不同变形量的室温轧制和超低温轧制,对比研究和分析超低温轧制对H65黄铜板带组织和性能影响方面所具备的优点及不足,并对90%变形量超低温轧制样品的强韧化机理进行揭示。随着变形量的增加,与室温轧制相比,超低温轧制对H65黄铜板带的晶粒细化、位错塞积和形变孪晶的产生具有更加显著的促进作用。当变形量达到90%时,超低温轧制样品的组织具备超细晶特征,平均晶粒尺寸为0.1μm,而且样品中存在大量纳米尺度的形变孪晶和严重的位错塞积。在细晶强化、位错强化和孪晶强化机制的共同作用下,90%形变量超低温轧制样品的抗拉强度显著高于90%变形量室温轧制样品,分别为835.3MPa和718.5MPa。而且,由于大量纳米尺度形变孪晶的存在,此时超低温轧制样品的延伸率与室温轧制样品相当,分别为2.9%和3.1%。（2）对90%变形量H65黄铜轧制样品在300℃下退火处理过程中组织和性能的变化进行了系统地研究。与室温轧制样品相比,超低温轧制样品在退火处理过程中的回复和再结晶行为更加迅速和明显。超低温轧制样品经过1h退火处理之后位错密度从轧制态的15.87×1013m-2迅速下降为8.04×1013m-2,平均晶粒尺寸也从0.1μm增加为0.64μm。而室温轧制样品的位错密度从轧制态的10.96× 1013m-2下降为7.15×1013m-2,平均晶粒尺寸从0.53μm增加为1.72μm。此时,超低温轧制样品的延伸率和电导率显著提高,分别为12.3%和11.2%IACS（轧制态样品的延伸率和电导率分别为2.7%和7.6%IACS）。室温轧制样品的延伸率和电导率分别为8.2%和13.6%IACS（轧制态样品的延伸率和电导率分别为2.9%和11.4%IACS）。然而,超低温轧制样品的抗拉强度从轧制态的835.3MPa下降为752.7MPa,但是明显高于此时室温轧制样品的抗拉强度（673.5MPa）。（3）以Cu-35Zn合金为基础,通过镍和硅元素的添加,设计及制备了镍和硅元素的添加量分别为0.5%和0.1%、1%和0.2%及1.5%和0.3%的三种镍硅黄铜（分别对应NSB-1、NSB-2和NSB-3黄铜）,并对其凝固组织及固溶处理和时效处理之后的组织和性能进行了系统地研究。在NSB黄铜铸态组织中,镍和硅元素以固溶原子和δ-Ni2Si相两种形式存在,其中在NSB-1黄铜中δ-Ni2Si相主要分布于晶界处且尺寸相对细小,在NSB-2和NSB-3黄铜中δ-Ni2Si相分布于晶界和晶内且尺寸比较粗大。在750℃下对三种镍硅黄铜进行固溶处理,经研究发现NSB-1和NSB-2两种合金中的δ-Ni2Si相可以完全固溶到基体中,但是NSB-3黄铜中的δ-Ni2Si相不能完全固溶到基体中。在300℃下对NSB-1和NSB-2两种合金的单相超饱和固溶体进行时效处理,研究表明随着时效处理时间的延长这两种合金中都产生了 δ-Ni2Si析出相,而且NSB-2黄铜中产生的δ-Ni2Si析出相的数量更多。在时效处理过程中,NSB-1和NSB-2黄铜的电导率和硬度都呈升高的趋势,但是NSB-2黄铜电导率和硬度的升高更加明显。经过4h的时效处理之后,NSB-1和NSB-2黄铜的电导率分别从固溶态的8.1%IACS和6.7%IACS上升为16.1%IACS和15.9%IACS,硬度分别从固溶态的131.3HV和145.6HV上升为158.2HV和183.4HV。（4）研究了 90%变形量超低温轧制和室温轧制对NSB-2黄铜在时效处理过程中δ-Ni2Si相析出行为的影响及由此引起的合金性能的变化。在时效处理之前对NSB-2黄铜的单相超饱和固溶体进行90%变形量的室温轧制和超低温轧制,然后在300℃下进行时效处理。发现与室温轧制相比,由于在超低温轧制样品组织中引入了大量的位错、晶界等缺陷,所以对δ-Ni2Si相的析出行为起到的促进作用更加明显,进而对性能的影响也更加显著。室温轧制样品经过3h的时效处理之后产生了数量较多的δ-Ni2Si相,此时样品的抗拉强度、延伸率和电导率分别为735.1MPa、17.8%和14.9%IACS。而超低温轧制样品经过2h的时效处理之后就产生了大量的尺寸小且弥散分布的δ-Ni2Si析出相,此时样品的抗拉强度、延伸率和电导率分别为769.8MPa、18.4%和14.8%IACS。（5）对Cu-30Zn合金进行变形量为50%、70%和90%的超低温轧制,对其组织和性能进行了分析和研究,并与90%变形量室温轧制样品进行了比较。发现当变形量为70%时,超低温轧制样品的组织中存在大量的超细晶粒和纳米尺度的形变孪晶,此时样品的抗拉强度（695.4MPa）和延伸率（7.2%）均高于90%变形量室温轧制样品（抗拉强度和延伸率分别为641.7MPa和3.7%）。对固溶态的Cu-30Zn-1Ni-0.2Si合金进行了变形量为90%的超低温轧制和300℃的退火处理,研究其组织和性能的变化。发现轧制样品经过1h的退火处理之后产生了大量尺寸细小的δ-Ni2 Si析出相,并弥散分布于样品中。此时,样品的抗拉强度、延伸率和电导率分别为768.4MPa、12.1%和15.3%IACS。