钨合金因具有高密度、高强度、高硬度、无放射污染以及良好的机加工性等特点被用做穿甲弹弹芯材料。然而传统90～93 wt%W-Ni-Fe合金绝热剪切性不敏感,其弹头在穿甲过程中因出现“蘑菇头”进而增加了侵彻阻力并最终降低穿甲深度。故近年来,开发具有绝热剪切敏感性的新型钨合金材料已经成为研究重点。Ni3Al不仅具有高比强度以及高温强度等优点且具有易引发绝热剪切的正温度效应。故W-Ni3Al合金是一种潜在的穿甲材料且其可以与贫铀弹相媲美。本文主要研究了新型细晶W-Ni3Al合金的制备工艺及其组织性能变化规律:首先,分别采用“二步球磨”与“放电球磨”完成W-Ni3Al合金的原料粉末预处理,并经放电等离子快速烧结制备得到综合力学性能良好的新型细晶W-Ni3Al合金。研究发现,采用放电球磨可以有效细化粉末粒径并促进细晶高硬度合金的低温致密化。但球磨后的粉末较易氧化形成A12O3相且不利于一定尺度的粘结相片状结构形成,故其最终的抗弯强度与致密度受限。而通过二步球磨辅助放电等离子快速烧结技术在1400℃制备出近乎全致密(97.45%)、晶粒大小为4.09 μm的细晶W-Ni3Al合金。其抗弯强度与硬度分别为958 MPa与72.56 HRA。其次,在“二步球磨”预处理的基础上,利用放电等离子烧结在1350℃的烧结温度下制备出相对密度为94.88%、综合性能优异的W-Ni3Al-0.25G合金并探究了添加石墨烯纳米片对W-Ni3Al合金组织性能的影响。该合金的硬度与抗弯强度分别为75.37 HRA与762 MPa。其中晶粒尺寸相较于未添加石墨烯样品细化了 40.53%,同时合金硬度提高了 3.6%。研究结果表明,添加石墨烯纳米片可以有效细化合金晶粒,提升合金硬度。但过量添加会导致其分散困难形成团聚造成大量孔隙并降低合金的力学性能。最后,利用放电等离子烧结方法在1350℃的温度下制备出综合力学性能良好的碳纳米管增强细晶W-Ni3Al合金。探究了添加不同含量的碳纳米管对W-Ni3Al合金致密规律以及组织性能的影响。研究结果表明,添加碳纳米管能够在一定程度上阻碍W合金烧结致密化进程并细化晶粒。但相对石墨烯纳米片来讲,碳纳米管对W-Ni3Al合金的细晶效果并不显著。随着碳纳米管含量的增加合金的硬度先增加后下降,并在添加量为0.75 wt%时达到最大值为81.87 HRA。合金的抗弯强度随碳纳米管添加量增加逐渐由0.25 wt%时的642 MPa下降至1 wt%时的322 MPa。