由于沉淀强化CuCrZr合金在机械、电气和热性能方面的优异组合[1], [2], [3], [4], [5], [6]，它们在铁路运输、核能、航空航天和高热流热管理领域具有很高的应用潜力。这种性能平衡与 aging 沉淀过程密切相关：细小的富Cr沉淀物阻碍位错运动，Cu基体中的溶质消耗减少了电子散射，而Zr则有助于提高沉淀物和晶界的稳定性[7], [8], [9]。然而，基于沉淀的优化方法存在固有的局限性：随着老化过程中过饱和度的逐渐降低，进一步的沉淀作用带来的强化效果有限；同时，达到这种状态所需的热处理会促进缺陷恢复、晶粒生长和沉淀物粗化[7], [10], [11]。因此，进一步的优化需要将沉淀强化与加工诱导的缺陷保留及晶粒结构演变相结合，而不仅仅是单纯增加沉淀物密度或减小沉淀物尺寸[12], [13]。
以往的研究主要通过两种途径解决这一问题：体材料的热机械处理和粉末冶金前驱体设计。在体材料中，预先变形[8]、冷轧[14]、严重塑性变形[15]以及多步骤热机械处理[16]被广泛用于引入高密度缺陷和优化晶粒结构，同时实现沉淀强化。位错、亚晶界和其他非平衡界面可以作为溶质偏聚和异质成核的优先位置，同时还能改变局部扩散路径、界面状态和沉淀物分布[17], [18]。例如，在Cu-Ni-Si合金中，预先变形/热机械处理引入的高位错密度促进了Ni2Si沉淀的生成，有助于改善强度与电导率的平衡[19], [20]；在Cu-Ti合金中，之前的冷加工显著改变了随后的老化行为和沉淀过程[21], [22]；在CuCrZr合金中，变形产生的缺陷和纳米晶结构也被证明可以促进Cr沉淀并增强沉淀硬化效应[7], [8]。在粉末冶金过程中，高能球磨及相关粉末变形工艺也被用于在成形前引入富含缺陷的高能粉末前驱体[23], [24]。这类粉末前驱体可以包含高密度位错、晶格畸变、细化晶粒和储存的应变能，这些因素随后会影响体材料的致密化、晶粒演变和沉淀行为[25], [26], [27]。总体而言，这些研究表明，无论是在体材料还是粉末前驱体中故意引入的缺陷，都能显著影响沉淀强化Cu合金的微观结构演变。
低温高压烧结（LTHPS）为保留粉末前驱体的非平衡微观结构状态提供了一种可能的方法。我们最近的研究表明，LTHPS可以在较低的热处理条件下实现CuCrZr粉末的致密化及原位沉淀，从而获得细化的晶粒结构、密集的纳米沉淀物和改善的强度-电导率平衡[11]。除了抑制沉淀物粗化外，这种较低的热处理还表明有可能限制变形诱导缺陷在凝固过程中的恢复。这自然适用于球磨粉末，因为严重的塑性变形会引入高密度缺陷和明显的变形不均匀性[23], [24]；然而，这种球磨诱导的非平衡微观结构特征通常是不稳定的，在传统的高温凝固过程中容易发生恢复和晶粒粗化，正如之前对CuCrZr合金的研究所观察到的[26], [27]。LTHPS是否能够保留并转化这种不均匀的粉末状态，使其形成具有变形继承性的粗细晶结构，以及它如何与随后的冷轧和老化过程中的沉淀强化作用耦合，目前尚不清楚。
在这项工作中，我们首先对预合金化的CuCrZr粉末进行球磨处理，然后采用LTHPS技术，以研究在低温热处理条件下不均匀变形前驱体状态的保留和转化情况。通过分析球磨后的粉末形态和缺陷状态、LTHPS后的区域微观结构和硬度，以及冷轧和老化后的微观结构演变和性能变化，我们重点探讨了变形不均匀性如何影响最终体材料的微观结构形成。这项工作的目的是揭示粉末前驱体的变形状态、低温热处理凝固及其后续沉淀强化之间的内在联系，从而为粉末冶金CuCrZr合金的设计提供理论依据。
