高熵合金因为其许多传统合金所不具备的结构和性能特性,展现出了开发成为新一代结构材料的巨大潜力。但目前仍有许多关键问题亟待解决。例如,在高温结构应用方向,体心立方（BCC）高熵合金具有出色的高温流变抗力,但其成本高、抗氧化及耐腐蚀能力差等因素制约了其实际应用;面心立方（FCC）高熵合金韧、塑性优异,然而其屈服强度极低,同时高温软化效应明显。本课题旨在通过合金化成分设计,进一步调节、优化FCC类型高熵合金的组织结构,分析热机械加工手段的强韧化机理,从而获得高熵合金更优异的强度-塑性匹配。本课题在前人成分设计的基础上,选择具有单一FCC相结构的CoFe₂NiV_0.5Mo_0.2高熵合金作为基体成分。通过添加不同的合金化元素进行组织调控,筛选综合性能较好的合金成分进行热机械加工等进一步研究。通过添加Ti、Nb、Zr为代表的大原子半径置换型合金化元素,我们发现,(CoFe₂NiV_0.5Mo_0.2)_100-xTi_x系列合金微观组织由单相FCC结构（=0,2）转变为FCC结构固溶体+Fe₂Ti型金属间化合物组织（2<≤10）。而Nb/Zr元素的加入均使得合金微观组织由单相FCC固溶体转变为亚共晶组织（≤8）再转变为完全共晶组织（=9）最后转变为过共晶组织。但生成的共晶组织中Laves相结构有所差别,完全共晶成分所需合金元素含量基本一致。其中,Nb合金化的高熵合金具有更好的综合力学性能,共晶和近共晶成分层片状组织致密,实现第二相强化、固溶强化和界面强化的有效结合。抗压强度和屈服强度较高,亚共晶成分合金均具有较高的延性。在物理性能方面,Nb的添加降低了合金的腐蚀电位,显著提高了合金的钝化能力。此外共晶高熵合金具有较好的高温相稳定性。通过添加C、B为代表的小原子半径间隙型合金化元素,我们发现,(CoFe₂NiV_0.5Mo_0.2)_100-xC_x（=0～10）系合金的微观组织由单相FCC结构转变为（FCC基体+V₈C₇碳化物纤维）共晶组织（2<≤6）,再转变为（FCC基体+粗大V₈C₇+针状MoC）组织。随着C元素的添加,合金的屈服强度明显提升,塑性保持较好。其中x=6和8时该高熵合金的屈服强度和硬度可达到900MPa和270HV,综合力学性能优良。而(CoFe₂NiV_0.5Mo_0.2)_100-xB_x（=0,2,4）系合金组织由FCC基体和硼化物析出构成。其中,x=2时析出物呈现致密的调幅形态,板条界面生长弯曲;x=4时析出物则分离断裂逐渐转变为颗粒状,同时尺寸发生细化。随着B元素的添加合金的压缩屈服强度逐渐增大,但强度提升并不明显。最后,本研究选取(CoFe₂NiV_0.5Mo_0.2)₉₈Ti₂成分高熵合金（称为Ti2合金）进行均匀化、大变形轧制及不同温度退火等热机械加工,发现,均匀化处理后的Ti2合金与基体高熵合金（称为Ti0合金）在结构上均为单一FCC固溶体相。在化学上,Ti2合金的Ti、Mo元素分布更均匀,消除了由于熔点差异造成的枝晶和枝晶间的成分起伏。均匀化处理导致了Ti0及Ti2合金的抗拉强度下降、塑性提升,其中,Ti2的断裂塑性超过80%。而600℃～700℃的退火处理使Ti2合金发生部分再结晶,并在变形严重的区域首先生成等轴超细晶粒组织;800℃以上的退火处理则实现了其完全再结晶。随着退火温度的升高,退火后的合金呈现了晶粒尺寸变大、强度下降、塑性提升的趋势。