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钽合金是一种典型的体心立方（Body centered cubic,BCC）难熔金属,具有优异的力学性能、耐腐蚀性能以及良好的生物相容性,被广泛应用于电子工业、高温应用、化学加工、核工程、航空航天以及生物医学等领域。为获得钽合金的高性能制品,需对其在热机械加工过程中的微观结构演变、力学及耐腐蚀性进行系统研究。近三十年来,基于透射电子显微镜（Transmission electron microscopy,TEM）的变形微观结构的表征和微观结构参数的定量化的研究主要集中于面心立方（Face centered cubic,FCC）金属（如Al、Cu、Ni等）,以及少量的BCC金属（如IF钢）,而对BCC难熔金属的变形机理、强化机制等研究相对较少。本论文选用Ta-4W合金作为研究对象,通过冷轧变形制备出不同应变量的样品,利用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、电子背散射衍射（Electron backscatter diffraction,EBSD）以及TEM等多尺度结构表征技术系统地研究Ta-4W合金从低到高应变下微观结构演变规律,获得了微观结构的定量化参数,在此基础上建立了微观结构参数与力学性能之间的定量模型;利用动电位极化、电化学阻抗谱等技术,测试了不同冷轧变形的Ta-4W合金在硫酸溶液中的耐腐蚀性能,研究了冷轧变形对合金耐腐蚀性能的影响。论文研究得到了以下主要成果:（1）利用TEM定量研究了Ta-4W合金在冷轧过程中从低应变到高应变(εv M=0.12～2.7)的微观结构演变,发现了该合金的高强度与高应变硬化率与微观结构演变之间的联系。在冷轧过程中,Ta-4W合金的形变微观结构除遵循FCC金属的演变过程,即晶粒在变形的过程中分裂成几何必需界面（Geometrically necessary boundaries,GNBs）和伴生位错界面（Incidental dislocation boundaries,IDBs）两种尺度的结构,还形成泰勒晶格（Taylor Lattice）。其中GNBs的界面近似平行于滑移面,由GNBs封闭的单元块进一步被松散的（Diffuse）位错胞结构和残存的泰勒晶格分割。随着应变的增加,松散的位错胞结构逐渐演变为清晰的IDBs,而泰勒晶格逐渐消失。以微带（Microbands,MBs）形式存在的GNBs在S带（S-bands）的剪切作用下逐渐弯曲并朝向平行于轧向的层状结构（Lamellar boundaries,LBs）转变。晶粒的分裂行为介于形成位错胞（Cell forming）合金和不形成位错胞（Non-cell forming）合金之间。（2）随着应变的增加,GNBs和IDBs的平均取向差角增大,平均界面间距减小。这些位错界面是具有多个柏氏矢量特征的混合型界面,且属于低能位错结构（Low energy dislocation structure,LEDS）。整体上,微观结构参数在各应变水平上的分布表现出普遍的归一化规律。GNBs的取向差角分布只有在90%冷轧(εv M=2.7)时形成了第二个高角度峰值,这与轧制过程中宏观织构演变的滞后现象相一致。（3）基于测量的微观结构参数,利用强度的线性叠加定律,将固溶体的晶格摩擦力、IDBs的位错强化（Taylor理论）、以及GNBs的界面强化（Hall-Petch公式）相加,建立了该合金的屈服强度定量模型。计算表明每种强化机制的相对贡献随着应变的增加和微观结构的演变而产生变化:在低应变时晶格摩擦力占主导贡献,而在高应变时界面强化作用占主导贡献。这种行为与FCC金属以及IF钢中所有应变下均由IDBs的位错强化占主导贡献明显不同。基于该微观结构模型计算的屈服强度与实验中拉伸测试的结果一致。拉伸实验的应力应变曲线还显示,在本研究的应变范围内,流变应力都处于加工硬化的第三阶段,即连续抛物线型的加工硬化阶段,没有产生饱和或过渡到加工硬化第四阶段,即低硬化率阶段。（4）对低到中等应变水平(εv M≤0.8)样品的68个晶粒的微观形貌和GNB的晶体学面进行了统计分析。晶粒的分裂可以根据微观形貌分为三种类型:松散的位错胞或泰勒晶格结构、一组平行的GNBs结构和两组交叉的GNBs结构。所有的GNBs都在10°范围内平行于{110}或{112}滑移面。Schmid因子分析表明,晶粒的取向对微观结构的演变起决定作用,其中GNBs倾向于形成在Schmid因子较大且在横截面与轧制侧向（Transverse direction,TD）夹角较低的滑移面上。（5）测试了自腐蚀电流密度、极化电阻等电化学参数随冷轧应变量的变化规律。结果表明,冷轧变形对耐蚀性有两个方面的影响:低至中应变量的轧制变形(εv M≤0.8)降低合金的耐蚀性能,这主要是因为轧制过程中产生的位错等缺陷的增加;高应变轧制变形(1.4≤εv M≤2.7)过程中,由于织构的形成从而提高了合金的耐蚀性能。90%冷轧试样(εv M=2.7)的耐蚀性得到了大幅提高,优于原始退火态试样。