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铜合金作为集结构与功能要求为一体的有色金属材料,被广泛运用于集成电路引线框架、高速铁路电气接触线、传热导热元件等众多领域。为了满足高铁接触线对大长度、高强度、高导电的要求,Cu-Cr系合金成为了该领域的研究热点。为解决含有难熔易烧损元素铜合金制备的难题,课题组开发了一种新型Cu-Cr-In合金,有效提升生产效率及稳定性。本工作重点研发适用于新型高强高导Cu-Cr-In合金的制备加工工艺,研究合金在制备加工过程中组织与性能的演变规律,揭示合金成分、制备工艺、组织、性能的内在关联规律,对Cu-Cr-In合金的产业化生产具有重要的理论指导意义。本文通过大气环境下熔炼、铁模铸造的方法制备Cu-Cr-In合金铸锭,采用扫描电镜观察铸态合金初生相的形貌,运用Scheil模型模拟合金凝固过程中溶质原子分布规律。结合透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和原子探针层析技术（APT）等分析技术,对不同In含量的Cu-Cr-In合金组织性能开展研究,分析Cu-Cr-In合金时效过程中In对Cr相析出行为的影响,同时采用等温压缩热模拟试验研究Cu-Cr-In合金的热变形行为。研究“热挤压—拉拔—固溶—拉拔—时效”工艺中In元素对Cu-Cr-In合金组织性能的影响规律,分析In对合金回复、再结晶的影响。开发了基于上引连续铸造制备Cu-Cr、Cu-Cr-In合金的短流程工艺,研究该工艺下Cu-Cr、Cu-Cr-In合金抗软化行为和再结晶行为,探索了形变、热处理工艺对合金组织性能的影响,并运用合金强化理论模型阐明新工艺下合金的强化机理。主要研究结论如下:In元素增大了Cu-Cr合金的凝固区间,使Cu0.34Cr0.18In合金的凝固区间达214℃,造成合金凝固过程中Cr、In原子在固液界面前沿富集,使细长型的共晶Cr相变成树枝状的离异型共晶。铸态Cu-Cr、Cu-Cr-In合金经固溶、时效后,Cu0.34Cr0.18In合金峰时效硬度为140 HV,较Cu0.34Cr合金硬度高约4 HV。In主要以固溶的形式存在于合金基体中,其对Cu-Cr-In合金时效析出Cr相没有明显的影响。Cu-Cr-In合金在450℃保温时效过程中,第二相析出序列为:过饱和固溶体→fcc-Cr相→bcc-Cr相。通过等温压缩热模拟试验研究了Cu-Cr-In合金的热变形行为。Cu-Cr-In合金是温度、应变速率敏感型合金,在高温热变形过程中,真应力随着温度上升而下降,随着应变速率上升而升高。构建了Cu0.45Cr0.1In合金的热加工本构方程,确定了Cu-Cr-In合金的最佳热加工工艺为:变形温度850℃900℃,应变速率0.01 s-10.1 s-1。热挤压制备的合金杆经过“拉拔—固溶—拉拔—时效”工艺后,Cu0.59Cr、Cu0.54Cr0.17In合金峰时效时抗拉强度分别为470.51 MPa、497.90 MPa。添加0.17In后,合金析出相分布、位错密度基本一致,引起强度升高的主要原因是In原子的固溶强化和细晶强化的综合作用。形变后的Cu-Cr-In合金在保温过程中,In能阻碍合金中位错的运动、减缓位错密度的降低,延缓合金的回复和再结晶,因而能显著提高Cu-Cr-In合金高温退火后的硬度和软化温度。Cu0.54Cr0.17In合金的软化温度达560℃,形变量59.59%的Cu0.54Cr0.17In合金的再结晶激活能QR=188.29±18.44 kJ/mol。在相同形变热处理工艺下,上引连铸制备的Cu-Cr、Cu-Cr-In合金较热挤压Cu-Cr、Cu-Cr-In合金的形变储能低,固溶Cr原子分布更均匀。在相同的温度下,上引连铸制备的Cu0.3Cr、Cu0.26Cr0.1In发生回复和再结晶的比例较挤压制备的Cu0.59Cr、Cu0.54Cr0.17In合金更低,且析出相分布更均匀、长大速度更慢。因此Cu0.3Cr、Cu0.26Cr0.1In分别在580℃、660℃时较挤压Cu0.59Cr、Cu0.54Cr0.17In的硬度高出约27 HV、20 HV。形变59.59%的上引Cu0.26Cr0.1In合金的再结晶激活能达232.32±13.38kJ/mol。上引连续铸造制备的Cu-Cr-In合金中Cr元素固溶于基体中,因而合金无需固溶处理。冷加工时随应变量的增加,位错密度增量不同,位错密度增大速率随着位错密度升高而减小。经上引连铸制备的Cu0.26Cr0.1In合金先直接时效处理后进行拉拔变形,当总应变量η=2.93时合金抗拉强度达558.98 MPa,其中形变强化对强度提高的贡献作用最大。