铜基复合材料因为兼有优良的力学性能和导电性能,近年来受到国内外的广泛关注,在高脉冲磁场导体、电力机车架空导线、集成电路引线框架等多个领域有着良好的发展前景。但目前国内此种材料的研究和生产与发达国家相比还有很大的差距,因此,我国自行研究和开发潜力大、成本低、适合规模化生产的高强高导铜基复合材料,具有重大的现实意义。为此,本文用原位变形法制备了Cu-16Fe、Cu-14.5Fe-1.5Cr、Cu-12Cr和Cu-16Cr四种成分的复合材料,运用光学金相分析(OM)、扫描电镜分析(SEM)、电子束微区分析(EDAX)等多种分析和测试手段,较为系统地研究了预变形、最终变形和热处理后复合材料的组织以及第二相的成分、形貌、大小及分布。并通过对硬度、强度和电导率的测试,比较了不同的形变和热处理工艺对复合材料综合性能的影响。经过适当的形变加工后,复合材料中的Fe相和Cr相由枝晶状形成沿伸长方向的纤维状结构。相对于冷轧制,冷拉拔可获得更大的应变量。应变量越大,纤维长度增加,同时间距和宽度减小,分布也趋于均匀。最终拉拔态的纤维宽度在200nm左右。形变过程中产生的加工硬化使原位复合材料的抗拉强度升高,导电性和塑性大幅下降。强度与第二相纤维间距之间基本遵循Hall-Petch关系。应变量越大,强度越高,导电性和塑性越低。第二相含量越高,强度越高,导电性越低。少量Cr的加入使Cu-Fe系复合材料的抗拉强度在较大应变量下有一定程度的提高,同时改善了复合材料的导电性。而Cu-16Cr中由于Cr含量很高,脆硬的Cr相会导致复合材料表面质量和加工性能的恶化。在形变加工过程中,对Cu-Fe系复合材料采用数次450℃/2h的中间退火处理,能消除加工硬化,恢复复合材料塑性变形的能力,有利于后续的形变加工,并减小对导电性的不利影响。同时,也促进了铜基体中固溶Fe、Cr原子的析出,使复合材料导电性进一步提高。对复合材料形变后热处理工艺的研究表明,铜基体发生了回复和再结晶,复合材料抗拉强度有不同程度的下降,延伸率显著提高。退火温度提高使再结晶速度加快,力学性能变化的幅度更大。退火后从基体中析出了细小的Fe相和Cr相颗粒,分布比较均匀,Cu-Fe系和Cu-Cr系复合材料的导电性得到明显改善。热处理工艺的选择对导电性有重要的影响。Cu-16Fe在高于500℃的温度下长时间退火时,电导率出现下降的趋势;Cu-14.5Fe-1.5Cr在550℃保温7h后达到峰值72.0%IACS;Cu-12Cr在500℃保温7h后电导率达到最大;Cu-16Cr在450℃退火,电导率随保温时间的延长而持续上升,在500℃保温2h后电导率开始趋于稳定,在550℃保温1.5h时即达到峰值76.9%IACS。