电气化道路朝着重载、高速的方向快速发展,对接触线材料的各项性能提出了更高的要求,而高性能的Cu-Cr-Zr合金作为新一代接触线材料在高速铁路网络中的应用越发广泛。但基于高铁接触线反复循环加载、大张力架设等实际服役环境,却鲜有学者结合Cu-Cr-Zr合金的具体制备过程,对其不同状态合金的低周疲劳行为进行过深入研究。针对上述问题,本论文以热挤压态Cu-Cr-Zr合金为研究对象,从冷变形及热处理两个维度出发,系统研究了二者对所选材料室温下的拉伸性能、低周疲劳性能的影响,并结合多项先进检测手段,主要做了以下几方面的研究:一、探讨了合金在形变及热处理过程中的组织、性能(包括拉伸性能及低周疲劳性能)的演变规律;二、分析并明确冷变形和固溶—时效处理对低周疲劳寿命的影响,揭示疲劳寿命与各影响因素间的关系;三、对比评价不同状态合金的低周疲劳行为,结合其不同外加总应变幅下的疲劳断口和循环变形组织,构建了“加工工艺—微观结构—低周疲劳性能”间的关联模型。随着对热挤压态Cu-Cr-Zr合金施加冷变形量的增加,其拉伸强度不断升高,但是低周疲劳寿命却并非一定呈现逐渐增加的趋势,更大程度的冷变形可以显著提高合金的过渡寿命N_t。三种冷变形态Cu-Cr-Zr合金在低外加总应变幅下(Δε_t=0.4%)均出现了包申格效应,其强弱则与冷变形量成正比,这在Cu-Cr-Zr合金中也是首次发现。此外,对于承受了最剧烈冷变形的Cu-Cr-Zr合金,在Δε_t=0.45%的循环变形过程中同样可以观察到包申格效应,但其强度要远低于Δε_t=0.4%时。三种状态合金在所有总应变幅下均表现为循环软化,更高的应变幅会促进合金内部位错密度更快的降低,导致结构稳定性更差。固溶—时效处理可以显著提高冷拉拔态Cu-Cr-Zr合金在高外加总应变幅(Δε_t/2>0.6%)下的低周疲劳寿命,Hall-Petch公式对于循环变形过程中的晶粒尺寸效应并非完全适用,固溶—时效带来的晶粒粗化、外加总应变幅的大小以及析出强化效应均会对材料的低周疲劳寿命造成显著影响。当Δε_t/2>0.6%时,析出强化对疲劳寿命带来的提高效应会高于晶粒粗化带来的弱化效应,当Δε_t/2≤0.6%时,晶粒粗化带来的弱化效应则会高于析出强化带来的提高效应。对时效态合金疲劳断口的观察表明,与Δε_t/2=0.4%时的断面形成鲜明对比,Δε_t/2=1.0%时的特征在于多疲劳源、更明显的疲劳辉纹以及更多的河流状花样,并且断裂面表面摩擦现象更为严重,形成的锯齿状特征以及更小的韧窝比例表明其断裂模式主要为脆性断裂。此外,合金的循环变形组织会因外加总应变幅大小的不同而显示出明显区别,位错密度则和Δε_t/2值成正相关关系。本课题介绍了一种结合Cu-Cr-Zr合金具体制备过程的低周疲劳行为评价体系,实验过程中发现了一种独特的力学现象即“包申格效应”,并对其形成机理进行了深入探讨,此项工作完善了Cu-Cr-Zr合金关于循环变形的理论数据库,为其在高铁接触网中的实际应用提供了必要的理论依据。