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高熵合金作为一种新兴材料,由于具有不同于传统金属的四个核心效应自从报道以来就备受关注:热力学上的高熵效应、晶体学上的晶格畸变效应、动力学上的缓慢扩散效应和“鸡尾酒”效应。搅拌摩擦加工作为大塑性变形的一种,可实现微观结构的细化、致密化和均匀化,并获得高比例的高角度晶界,从而得到广泛应用。本文首次采用平轴肩和凸轴肩两种不同的搅拌头对铸态CoCrFeNiCu高熵合金进行搅拌摩擦加工。研究发现,两种工艺均显著的改善了铸态CoCrFe NiCu高熵合金的微观组织和力学性能和耐腐蚀性能。这为提高铸态CoCrFeNiCu高熵合金组织和性能的改善提供了新的方法和思路。采用平轴肩搅拌头加工后,CoCrFeNiCu高熵合金铸件中Cu元素的偏析几乎消除,铸态粗大的两相组织（晶粒尺寸为几微米）转变为近纳米的单相组织（150 nm）,具有大比例的高角度晶界和纳米级的变形孪晶。如此独特的组织主要归因于搅拌摩擦加工的大塑性变形和温升的共同作用,高熵合金在动力学上的缓慢扩散效应以及晶体学上的晶格畸变效应。此外,搅拌摩擦加工还大幅度的提高了CoCrFeNiCu高熵合金的硬度和屈服强度。加工区的材料硬度和强度分别为380HV和1150MPa,与母材相比提升了1.5倍。搅拌摩擦加工后强度的提高主要归因于细晶强化,大的晶格畸变和孪晶结构。为了获得更深的加工区,对搅拌头进行改进,在平轴肩搅拌头的基础上采用球形搅拌头对CoCrFeNiCu高熵合金进行加工。搅拌摩擦加工后,微观组织、力学性能以及耐腐蚀性能显著改善。铸态CoCrFeNiCu高熵合金枝晶的平均尺寸约为6μm。搅拌摩擦加工后晶粒尺寸明显细化至320 nm,并得到了大量的高角度晶界和纳米孪晶。此外,搅拌摩擦加工还显著提高了材料的硬度和屈服强度。母材的硬度、屈服强度分别为150HV和430MPa。搅拌摩擦加工后硬度为285HV,屈服强度为860MPa,约为母材的两倍。搅拌摩擦加工后的优异力学性能主要归功于细晶强化、固溶强化、严重晶格畸变和孪晶界强化。材料的本征硬度是104HV,霍尔佩奇关系系数高达103HVμm1/2。如此高的霍尔佩奇系数意味着晶粒细化强化是CoCrFeNiCu高熵合金非常重要的强化机制。通过浸泡试验和电化学试验,发现加工区具有较好的耐腐蚀性。浸泡试验表明母材的腐蚀深度约为43μm。然而,在加工区只有6μm腐蚀深度。电化学试验显示出加工区具有明显的钝化区间。优异的耐蚀性主要是由于铜元素溶解到基体中,导致电位差减弱。