高熵合金是基于对块状非晶合金的研究而产生的不同于传统合金设计思想的一种新型合金,其具有一些优异的性能。然而,单相FCC结构的高熵合金虽然具备良好的延展性,但强度不足。另一方面,单相BCC结构的高熵合金可能非常坚固,但以牺牲塑性为代价。近年来随着高熵合金研究领域的不断突破,研究学者将高熵合金的概念拓展到非等原子比,以寻求力学性能更好的合金。本文以Fe_100-x（Co Cr Ni Mn）_x合金为基础,用相对原子半径较大的Al元素分别替换合金中的Mn和Ni元素,分别制备了一系列Fe_100-x（Co Cr Ni Al）_x（x=19、33、40、50、60、70、80）合金阶梯棒（直径分别为:8mm、6mm、5mm、4mm、3mm）以及Fe₆₀（Co Cr Mn）₃₀Ni_10-xAl_x（x=0、2.5、5、6、7.5、10）、Fe₈₁（Co Cr Mn）_14.25Ni_4.75-xAl_x（x=0、0.95、1.9、2.85、3.8、4.75）合金棒（直径为6mm）。利用XRD、OM、SEM、EDS及拉伸性能测试、硬度测试对铸态、不同冷却速度和热处理下的合金的微观组织和性能的变化规律进行了研究。用Al元素完全替换Mn元素,制备的一系列Fe_100-x（Co Cr Ni Al）_x合金阶梯棒,整体表现为单相BCC结构,衍射峰发生偏移,并通过计算,研究了相稳定性影响因素的变化规律。金相组织从等轴枝晶变为柱状胞晶再到马氏体结构。合金的延伸率增加,并且拉伸断口形貌分析表明,断口由解理脆性断裂向含有韧窝的形貌过渡。在研究过程中发现,Fe₈₁（Co Cr Ni Al）₁₉合金受到尺寸效应的影响,随着合金尺寸的增加,由于细晶强化与位错强化的共同作用,其力学性能表现出先下降再上升的趋势。而后,选取尺寸更大的Fe₈₁（Co Cr Ni Al）₁₉合金锭进行退火热处理,研究发现,退火处理能有效改善Fe₈₁（Co Cr Ni Al）₁₉合金的力学性能,在900℃退火12h后,合金的综合力学性能最好。在用Al元素完全替换Ni元素时发现合金的力学性能下降明显,因此选取单相FCC结构的Fe₆₀（Co Cr Ni Mn）₄₀合金以及单相BCC结构的Fe₈₁（Co Cr Ni Mn）₁₉合金,对它们进行用Al元素逐渐替换Ni元素。对于铸态Fe₆₀（Co Cr Mn）₃₀Ni_10-xAl_x合金,随着Al元素逐渐替换Ni元素,相结构由单相FCC结构连续转变为FCC+BCC双相结构,而后转变为单相BCC结构,能谱分析表明,Ni₁₀Al₀合金中Al元素的加入改变了合金组元的分布,使Ni元素更多的偏聚在枝晶上。结合XRD图谱可以推测出合金中生成了Al-Ni型的B2相,由于第二相强化的作用,Ni₅Al₅合金的拉伸力学性能增加。而对于铸态Fe₈₁（Co Cr Mn）_14.25Ni_4.75-xAl_x合金,均表现为单相BCC结构,合金的力学性能受到Ni、Al元素微合金化的强烈影响,当用少量的Al元素替换Ni元素时,合金的强度增加,反之合金的延伸率增加,并且合金的硬度与强度大致呈正相关的关系。