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共晶高熵合金兼具高熵合金广阔的成分设计空间和共晶合金铸造流动性好、微观偏析少等特点,可以满足众多精密仪器和复杂大型铸造零件的要求,为高熵合金的实际应用开辟了新的方向。但目前多主元共晶高熵合金的成分设计缺乏指导准则,这极大的限制了共晶高熵合金的成分开发和实际应用。因此,本论文以二元合金平衡相图中的共晶成分为起点,耦合各元素之间的混合焓进行共晶高熵合金的成分设计,并把此方法从四元拓展到高阶共晶高熵合金体系。在此基础上,表征了所设计合金的微观组织、相组成和元素分布,并系统研究了热稳定性和压缩力学性能,初步建立了成分-组织-性能关联,为共晶高熵合金的高效开发和实际应用提供指导。首先,以A（A为Nb、Ta、Hf或Zr之间任意一种元素）-FeCoNi（统称为B类组元）合金系统为例,提出基于A-Bj（Bj=Fe、Co、Ni）二元共晶点并结合A-Bj原子对之间混合焓来快速确定四元共晶高熵合金成分的设计方法。其中A-Bj（Bj=Fe、Co、Ni）为二元深共晶点,A-Bj原子对之间的混合焓比B类原子对之间负值更大,且B类原子之间可以无限互溶。在液态时,A-Bj原子之间的热力学驱动力更大,倾向于形成化学团簇,而动力学上高浓度的Fe、Co、Ni原子之间的更易形成化学团簇,所以凝固过程中固溶体和金属间化合物两相会同时结晶形成共晶组织。具体而言,利用Nb10.6Fe89.4、Nb13.9Co86.1和Nb15.5Ni84.5二元共晶点成分,根据这些原子对之间的混合焓-16 kJ·mol-1、-25kJ·mol-1和-30kJ·mol-1确定二元共晶成分的混合比例,快速得到Nb0.62Fe1.98Co1.22Ni1.00四元共晶高熵合金。实验结果表明,该合金生成了包含fcc（体心立方）和Laves两相的纳米级片层状共晶组织。类似的,按照此设计方法还设计出A类元素为Ta、Hf和Zr时的四元共晶成分,分别为Ta0.64Fe2.07Co1.29Ni1.00、Hf0.47Fe2.11Co1.22Ni1.00、Zr0.53Fe1.94Co1.19Ni1.00。实验结果表明,选择固溶体相与金属间化合物相发生共晶反应处的二元共晶点,耦合各A-B原子对之间的混合焓,可以快速定位具有共晶组织的共晶高熵成分范围。其次,将上述四元共晶高熵合金成分的设计方法拓展到高阶共晶高熵合金体系。具体而言,通过改变A-FeCoNi合金系统中A类元素的种类和数目,基于Ai-Bj（Ai=Nb、Ta、Hf、Zr或Ti之间的两种以上元素,Bj=Fe、Co、Ni）二元共晶点成分,并结合Ai-Bj原子对之间的混合焓,快速定位到具有共晶高熵组织的成分,设计得到了包含五主元到八主元共计9个高阶共晶高熵合金成分。实验结果表明,选择固溶体相与金属间化合物相发生共晶反应处的二元共晶点成分,耦合各Ai-Bj原子对之间的混合焓,也可以快速定位具有共晶组织的高阶共晶高熵成分范围。同时,主元数的增加会影响共晶凝固过程中液相与固相的分配系数和原子扩散,从而对共晶组织的片层间距和形貌产生影响。此外,研究了本论文所设计的13种共晶高熵合金在600℃和900℃进行热处理之后的微观组织热稳定性和影响项因素。实验结果表明,600℃进行热处理之后,共晶高熵合金组织与铸态时接近,四元基共晶高熵合金没有出现Laves析出相,而对于高阶共晶高熵合金,特别是六元合金Hf0.16Zr0.13Ti0.36Fe2.04Co1.18Ni1.00、七元合金 Nb0.21Hf0.11Zr0.11Ti0.25Fe1.98Co1.19Ni1.00、八元合金 Ta0.11Nb0.18Hf0.08Zr0.10Ti0.19Fe1.96Co1.22Ni1.00三个成分在 bcc（体心立方）基体中析出大量10～60nm颗粒状或者片层状的Laves相。900℃进行热处理之后,共晶高熵合金组织会发生比较严重的球化现象,但相组成和元素分布无明显变化。分析表明这是由于在不同热处理条件下,温度和混合熵对高熵合金体系的吉布斯自由能分别起主导作用导致的。最后,对设计得到的共晶高熵合金的室温压缩力学性能进行了研究,实验结果发现,由于固溶强化效应,FeCoNi基共晶高熵合金的力学性能优于普通二元共晶合金。不同片层间距的共晶组织与屈服强度之间满足σy=σ0+L/k关系。对 Nb0.62Fe1.98Co1.22Ni1.00 四元共晶高熵合金而言,σ0=1.24 GPa,k=22.70 GPa/nm。其中σ0、k均为常数,σ0与共晶组织的各组成相为单晶体时的屈服强度相关;k与片层间距和晶界对强度的影响程度相关;L表示片层间距。其中表示值得特别指出的是,当主元数增加到六个及以上时,微观组织中共晶组织界面变得粗大导致高阶共晶高熵合金的压缩塑性呈现随主元数增加而降低的趋势。本论文提出了一种基于二元共晶点耦合混合焓快速设计多主元共晶高熵合金的方法,并对所开发的共晶高熵合金的微观组织、相组成、元素分布、热稳定性和压缩力学性能进行系统研究的基础上,初步建立了成分-组织-性能关联,为共晶高熵合金的高效成分开发和实际应用提供了指导。