高熵合金通常由五种或五种以上的主组元组成,且每种元素的原子百分比在5%–35%之间。这种新型的合金设计理念打破了传统合金以一种或两种元素为主组元的设计理念,为合金材料提供全新的研究领域。高熵合金独特的原子结构带来了高熵效应、晶格畸变效应、迟缓扩散效应和鸡尾酒效应,表现出高强度、高硬度、高塑性、优异低温韧性和热稳定性等特点,使得高熵合金具有巨大的工业应用潜力和理论研究价值。本文围绕高熵合金的拉伸性能和变形机制展开系统研究。首先,将传统共晶凝固设计理念运用于高熵合金,制备AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金,结合室温拉伸性能和微观结构表征,对其变形机制和强韧化机制进行深入研究;其次,在等原子比Co Cr Fe Mn Ni高熵合金基础上优化原子比例,降低层错能（stacking fault energy,SFE）,成功设计并制备Cr26Mn18Fe22Co20Ni14高熵合金,结合293–4.2 K温度范围内的拉伸性能和微观组态演化,详细分析和讨论不同温度的变形机理和强韧化机制;最后,以单相FCC结构Ni2Fe Co V0.5Mo0.2高熵合金为模型材料,结合透射电镜（transmission electron microscope,TEM）表征、变形动力学和第一性原理计算,对其位错类型和结构、位错反应、位错滑移和层错（stacking faults,SFs）滑移进行系统研究。本论文主要研究成果包括:（1）AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金解决了高熵合金的铸造性能差的缺点,同时具有优异的强塑性组合,具有工业应用的潜力。优异的力学性能来源于3-D规则FCC（L12）/BCC（B2）双相片层结构和两相各自独特的变形机制。FCC（L12）相变形机制为面滑移,表现为高密度的平行位错序列、长直的{111}滑移线和SFs,为AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金提供高加工硬化率和塑性,而BCC（B2）相中两组{110}位错滑移带被富Cr的纳米析出相钉扎,提供高强度。此外,双相片层结构引起的背应力效应协调了双相间的协同变形。（2）Cr26Mn18Fe22Co20Ni14高熵合金在293–77 K范围内表现出高强度高塑性的特点,且随着温度的降低,强度塑性同时提高,屈服强度（yield strength,YS）由143 MPa提高215%至450 MPa,抗拉极限（ultimate tensile strength,UTS）由432 MPa提高137%至1022 MPa,拉伸塑性由72%提高30%至95%。随着温度降低,位错滑移逐渐被抑制,且被SFs替代,同时孪晶诱导塑性（twinning-induced plasticity,TWIP）效应减弱,相变诱导塑性（transformation-induced plasticity,TRIP）效应增强。温度继续降为20 K和4.2 K,YS和UTS分别持续增加362%至660 MPa,197%至1283 MPa,但是拉伸塑性降低至66%,且出现剧烈的锯齿流变行为。在极限低温条件下,SFs和孪晶消失,相变成为唯一的变形机制,单一的TRIP效应提供有限的加工硬化能力,导致塑性降低为室温水平,同时连续相变也是产生锯齿流变行为的主要机制。（3）Ni2CoFeV0.5Mo0.2高熵合金室温力学性能表现出高强度高塑性的特点,YS为240 MPa,UTS为980 MPa,拉伸塑性高达90%,打破了传统纯Ni及其合金的强度-塑性准则。优异的力学性能来源于其超高加工硬化能力,平均加工硬化率n高达0.65,为目前文献报道最高值。变形机制为单一的面滑移,强韧化机制以位错积累为主,滑移过程中产生强烈的位错反应,同一滑移面上的位错反应为1 2[-1 10]（10）1 2[10-1]（28）12[0 1-1],形成规则六边形的网状位错组态,不同{111}滑移面之间通过12[01 1]（10）1 2[10-1]（28）12[110]位错反应,生成大量具有特殊<110>取向的不可动Lomer位错。变形动力学和第一性原理计算结果揭示了高熵合金中位错极慢速的纳米级面滑移机制。铸态粗晶试样激活体积ΔVap*随着应变由100 b3逐渐减小为60 b3,位错滑移平均自由程（?）仅为2.5 nm,与纳米晶和超细晶材料相当。第一性原理计算结果发现{111}滑移面的SFE为50 mJ/m2,属于中高等SFE,且{111}<110>非稳定层错能（unstable stacking fault energy,USFE）宽化为峰型分布,而非单一数值。结果表明位错在滑移中需要克服连续波动的不同势垒,高能势垒能够阻碍位错的滑移,从而产生超高密度位错积累和不连续的纳米级面滑移,这是其产生超高加工硬化能力和高强高塑的根本原因。