高强铜合金因为其优异的力学性能和耐磨耐腐蚀性能被广泛用于制造机械轴承、轴瓦、散热器部件中,这类合金的抗拉强度可以达到800-1300MPa,但延伸率往往低于5%,这极大地限制了高强铜合金的进一步应用。众所周知,材料强度与塑性之间存在固有的矛盾,在提高材料强度的同时保证材料具备良好韧性是材料领域研究者一直追逐的目标。近年来,研究发现在中低层错能Cu-Al合金中引入孪晶,可使得材料的强度和韧性同步提高,这为开发强度和延展性兼备的材料提供了良好的借鉴。为此,本文在Cu-Al中低层错能合金的基础上,添加Ni元素,设计开发出Cu-5.0at.%Al-3.0at.%Ni、Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni和Cu-16.0at.%Al-3.0at.%Ni合金。通过动态塑性变形法与冷轧处理获得纳米孪晶结构材料,并通过适当的时效处理调控微观组织,改变析出相的形貌、尺寸和分布,以期使Cu-Al-Ni合金强度和延伸率同步提升。本文主要研究了在多级冷轧时效处理以及动态塑性变形+时效处理过程中Al含量变化对Cu-Al-Ni合金微观组织及析出相类型的影响,着重以Cu-11Al-3Ni合金为研究对象,探讨冷轧处理和动态塑性变形对其微观组织演变以及晶界取向分布变化,得到主要研究结果如下:（1）多级冷轧时效处理后的试样,Cu-5.0at.%Al-3.0at.%Ni、Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni和Cu-16.0at.%Al-3.0at.%Ni合金抗拉强度分别为607MPa、940MPa和1200MPa,延伸率分别为7.7%、6.8%和10.2%。动态塑性变形以及时效处理的Cu-5.0at.%Al-3.0at.%Ni和Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni合金抗拉强度分别为624MPa和910MPa,延伸率分别为9.3%和10.9%。（2）通过分别对多级冷轧时效与动态塑性变形时效后的Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni合金TEM分析,发现两种合金微观组织均由高密度位错、位错结构转换而来的各种亚结构、纳米级析出相以及高密度孪晶片层组成。对比两种变形方式获得的孪晶片层厚度,发现多级冷轧变形时效后的孪晶片层厚度约为64nm,动态塑性变形时效后的孪晶片层厚度约14nm,动态塑性变形时效后的孪晶片层厚度更加细小,细小的孪晶这有利于合金延展性提升。对于位错密度而言,动态塑性变形后位错密度低于冷轧处理后的试样。对析出相的衍射花样标定结果表明,两种变形时效后获得析出相均为B2型Ni Al相,并且通过高分辨图像可以确定析出相与基体之间的错配度为0.1696,Ni Al相与Cu基体保持半共格关系。（3）采用EBSD对经过多级冷轧时效之后的Cu-5.0at.%Al-3.0at.%Ni、Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni和Cu-16.0at.%Al-3.0at.%Ni合金进行分析,研究不同Al含量对变形的影响规律。研究结果表明,随着Al含量提升,合金的小角度晶界比例逐渐提升,从54.7%增加到66.1%。同时发现晶粒尺寸随Al含量的增加得到了细化,由4.2μm逐渐下降到3.7μm。另外,还发现Al含量的提升对孪晶界含量没有明显影响,三种合金的孪晶界数量基本都保持在1%-2%之间,而对于经过动态塑性变形时效处理之后的三种合金进行分析,结果表明,随着Al含量增加,小角度晶界含量逐渐减少,从58.7%降低到了40.1%。孪晶界含量逐步提升,从1.8%提升到了9.7%,而晶粒尺寸从3.6μm提升到了4.1μm。将Cu-5.0at.%Al-3.0at.%Ni、Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni合金以及多级冷轧变形后的Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni合金进行取向分布函数分析,研究发现,随着Al含量的增加以及应变速率的增加,合金的主要织构从很强的标准Goss/Brass织构（{110}＜115＞）和S织构（{123}＜634＞）,转化为标准Brass织构（{110}＜112＞）。这说明Brass织构的强度与合金中孪晶含量相关,Brass织构的含量越高,合金内部的孪晶含量倾向于更高。（4）对冷轧和动态塑性变形时效处理后的Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni试样进行强化机制分析,结果表明其高强度均主要归因于位错强化,细晶强化和孪晶强化析出强化。多级冷轧时效Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni屈服强度为642.27MPa,其中位错强化为356.14MPa,孪晶强化为29.89MPa,晶界强化为221.9MPa,析出强化为2.84MPa,固溶强化为31.5MPa。动态塑性变形时效处理的Cu-11.0at.%Al-3.0at.%Ni试样屈服强度为766.47MPa,其中位错强化为197.55MPa,孪晶强化为318.28MPa,晶界强化为216.7MPa,析出强化为2.44MPa,固溶强化为31.5MPa。