多元块状非晶合金拥有独特的性能如:高强度、高硬度、室温下极大的弹性和良好的加工成型,在近几年来引起了人们广泛的关注。作为一种潜在的结构和功能材料,非晶合金的微观结构以及形变行为成为了当前材料研究的热点之一。本文以Cu基大块非晶为研究对象,对块状非晶的微观组织和力学性能进行了研究,主要包括以下结果:对Cu₅₀Zr₄₂Al₈块状非晶锥形试样铸态组织和退火前后显微硬度的变化进行了研究。Cu₅₀Zr₄₂Al₈锥形非晶合金试样在直径为φ4.8mm及以下尺寸时的区域是完全非晶组织,在大于直径φ4.8mm出现了非晶和晶体的混合状态。随冷却速率的变化,锥形试样的微观结构由表面非晶区、中心细等轴晶区及介于两者之间的过渡区组成。大块非晶合金的硬度在结构驰豫过程和应力松弛过程中发生变化。从非晶区到非晶/晶体过渡区,退火前,硬度变化为逐渐升高到最大值后,再逐渐降低,最高硬度为713HV。退火后,硬度变化为先降低,再逐渐升高达到最大值后,再逐渐降低,最高硬度为734HV。在非晶区域,退火前硬度由中心到表面是逐渐降低的,退火后硬度由表面到中心是逐渐增加的。在非晶/晶体过渡区,退火前硬度由中心到表面是逐渐升高的,退火后硬度由中心到表面是逐渐降低的。热处理后,试样显微硬度有整体升高的趋势,所以适当的热处理可以提高非晶/晶体复合材料的硬度。用纳米压痕法研究了Cu₅₀Zr₄₂Al₈块状非晶合金锥形试样从非晶区到非晶/晶体过渡区的微区力学性能及塑性变形机理。Cu₅₀Zr₄₂Al₈非晶合金锥形试样的压痕硬度和接触弹性模量值在非晶区内平均值分别为18.63GPa和196.55GPa,在非晶/晶体过渡区内为15.48GPa和178.05GPa,从非晶区到非晶/晶体过渡区整体平均值为16.71GPa和185.38GPa。在非晶区内,发生小的塑性变形和弹性变形,具有相对高的硬度。在非晶/晶体过渡区内,与非晶区相比,表现为小的硬度和弹性模量,大的塑性变形量。研究了退火热处理对Cu₅₀Zr₄₂Al₈块状非晶合金压缩力学性能的影响。试样在玻璃转变温度T_x以上等温退火处理后,开始析出晶体相AlCu₂Zr和Cu₁₀Zr₇,且Cu₁₀Zr₇占多数,经973K等温退火处理后已完全晶化。在整个晶化过程中,淬态、400K和600K退火试样的抗压强度区别不大,压缩断口形貌极为相似,表现为分布均匀的脉状花纹;743K等温退火处理后抗压强度达到最大,压缩断口形貌表现为分布不太均匀的脉状花纹;在退火温度为753K时呈现出少量的脉状花纹;抗压强度最小出现在873K退火试样,断口形貌基本上没有非晶断裂的特征;973K等温退火处理后,抗压强度稍有升高,断口形貌与非晶合金的断口特征明显不同,为典型的脆性断口。冷却方式对Cu₅₀Zr₄₂Al₈块状非晶合金晶化后的组织和显微硬度有影响。冷却方式的不同造成了非晶晶化后析出相的不同,从而影响了非晶组织和力学性能不同。淬态试样和非晶晶化后不同冷却方式试样的显微硬度值分别为:淬态756HV,炉冷705HV,空冷555HV,水冷650HV,液氮冷却680HV。