Cu-Ni-Mn系合金具有高强度,高弹性模量,及优异的导热性和耐蚀性,常用作弹性元器件及结构件,在电子电器、石油钻采、航天航空等领域应用广泛。目前,关于Cu-Ni-Mn系合金的研究主要集中于弥散析出粒子的强化机制,对于固溶强化、形变强化等方面的研究较少。本论文以Cu-Ni-Mn合金为研究对象,借助SEM、TEM、拉伸试验等测试分析手段,系统地研究了Ni、Mn元素对Cu-Ni-Mn合金的固溶强化作用的影响;Cu-Ni-Mn合金在时效过程中的析出行为和强化机理;形变热处理工艺对Cu-Ni-Mn合金力学性能的影响作用。通过系统的研究与分析,得出的具体结论如下:(1)借助强化模型定量分析了固溶态Cu-Ni-Mn合金的强化作用机制,结果表明,固溶处理后,固溶强化是固溶态合金主要强化机制。在固溶态Cu-Ni-Mn合金中,屈服强度随溶质含量的增加而增加,由于Ni和Mn元素的协同添加会引起更高的原子尺寸失配和硬化常数,导致Cu-Ni-Mn合金中固溶强化作用更强。由于Mn溶质的原子尺寸失配更高,因此Mn元素添加所产生的固溶强化效果高于Ni。此外,在Ni含量一定的Cu-Ni-Mn合金中,随着Mn含量的增加,Ni的硬化常数值会显著增加,这表明Mn的添加可以增强Ni的固溶强化作用。相反,当Ni含量发生变化时,Mn的硬化常数变化较小。因此,Cu-Ni-Mn合金固溶强化的提高主要归因于Ni固溶强化作用的增强,而Mn的添加是增强Ni固溶强化作用的关键因素。(2)在Cu-25Ni-25Mn合金中,NiMn相通过连续/不连续两种脱溶转变发生脱溶析出,在350℃及以下温度,不连续脱溶转变是Cu-25Ni-25Mn合金中NiMn相析出的主要途径;当时效温度升高至450℃,不连续脱溶转变被抑制,连续脱溶转变成为NiMn相脱溶析出的主要途径。Cu-25Ni-25Mn合金在350℃和450℃时效的峰值硬度分别为471HV5和500HV5,两种方式脱溶析出的NiMn相皆能有效提高合金硬度。连续脱溶析出的NiMn相粒子与基体存在共格关系。基于受限层滑模型,可以计算出Cu-25Ni-25Mn合金在350℃发生不连续脱溶转变后的屈服强度,对比实测值发现理论值推导与实验值大致接近,表明由于纳米级NiMn相与Cu基体相对位错具有强烈阻碍作用,因此Cu-25Ni-25Mn合金中不连续脱溶组织能获得高强度。(3)冷轧态Cu-25Ni-25Mn合金硬度随形变量的增大而增加。Cu-25Ni-25Mn合金在经过80%冷轧后,其硬度值达到300HV5,硬度提高了175HV5。(4)Cu-25Ni-25Mn合金在冷轧和时效处理后,一方面,合金的峰值硬度明显提高。80%冷轧态Cu-25Ni-25Mn合金在350℃时效24 h,其硬度值能达到550HV5,比固溶后直接时效的合金的峰值硬度高100HV5。冷轧态Cu-25Ni-25Mn合金在时效过程中获得的高硬度,是位错强化和不连续脱溶组织强化的综合作用。另一方面,随着形变量的增加,在不同温度条件下,Cu-25Ni-25Mn合金达到硬度峰值的时间均有所缩短。在450℃,固溶态、40%冷轧态和80%冷轧态合金达到峰时效的时间分别在40 h、14 h、2 h。此外,由于Cu-25Ni-25Mn合金350℃时效过程中发生了回复反应造成位错强化效果的降低,导致冷轧后时效态Cu-25Ni-25Mn合金在时效过程中硬度增量低于固溶时效态合金。