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随着现代工业技术的发展,越来越多的构件要求合金既要有较高的强度又要保持较好的塑性。然而,在大多数情况下,合金在具有高强度的同时,塑性往往很低,严重制约其在工业上的应用。因此,如何在不降低塑性的同时获得高强度性能材料成为众多材料研究学者研究的热点。本课题通过低温(液氮浸泡)和室温下多道次轧制以及退火工艺调整,获得较好强度和塑性结合的超细铜合金。采用OM、TEM和XRD等表征和分析测试技术,分析硅元素和变形温度对Cu-20Zn合金变形机制、显微组织和再结晶行为的影响；利用显微硬度和室温拉伸力学试验手段,分析不同合金含量铜合金在轧制和退火过程中显微硬度、强度和塑性的变化。结果表明：通过在Cu-20Zn合金中添加硅元素降低合金的层错能,有助于变形过程中孪晶和位错的积累、晶粒尺寸的减小及显微硬度、强度的提高。经90%压下率的室温轧制后,Cu-20Zn-1.9Si合金的抗拉强度为1002MPa,较Cu-20Zn合金提高了52%。根据TEM和XRD结果可知,纳米孪晶界对强度的提高有很大促进作用。经不同温度退火后发现,在Cu-20Zn合金中添加硅元素可以使合金的热稳定性增加,再结晶温度升高,并且有效抑制晶粒长大。同时,合金的显微硬度与晶粒尺寸的关系符合霍尔佩奇关系式,降低合金的层错能导致k值增大,增强细晶强化效果。Cu-20Zn-Si合金在280℃退火后具有优异的强度和塑性的结合,其强度范围为600～1000MPa,延伸率为9-28%。将Cu-20Zn和Cu-20Zn-1.2Si合金分别在低温和室温下进行90%压下率轧制后结果表明：低温轧制有利于孪生变形,获得更高的孪晶和位错密度,同时提高再结晶过程的储存能；经不同温度退火,易于诱发再结晶、提高再结晶形核率、获得亚微米再结晶晶粒；根据JMAK公式,计算出经低温和室温轧制Cu-20Zn-1.2Si合金的再结晶激活能分别为184kJ/mol和217kJ/mol。Cu-20Zn-1.2Si合金经低温和室温轧制并退火后的延伸率主要受再结晶分数的影响,当再结晶分数大于70%,合金的延伸率明显提升。但相比室温轧制和退火工艺,Cu-20Zn和Cu-20Zn-1.2Si合金经相同的低温轧制和退火后获得更优的强度和塑性的组合,这可能是由于低温轧制产生的纳米孪晶界和退火后获得的亚微米晶粒的共同作用。Cu-20Zn-1.2Si合金经90%低温轧制和280℃×5h退火处理后,抗拉强度达到787MPa,延伸率为14.3%。