金锡共晶合金具有优良的导电导热性和焊接强度高及抗热疲劳性能好等优点，是广泛用于高可靠微电子和光电子器件封装的关键钎焊材料。但是金锡合金本征脆性大，采用传统工艺加工成形非常困难。本项目研究了金锡合金铸态组织细化及作用机制、金锡合金热加工过程中的组织演变规律和变形行为及其变形机理。对比分析了快速凝固、熔体温度处理、孕育形核处理和熔体混合处理等凝固对合金凝固组织的影响，探明了采用熔体温度处理结合成分微调实现合金铸态组织细化及其作用机制，提出了从根本上显著提高合金铸态组织加工性能的有效途径，获得细小全层片共晶凝固组织（层片间距约为0.07μm）；研究了不同凝固组织在塑性变形过程中的组织演变规律，探明了凝固组织中初生相ζ-Au5Sn（尺寸、形貌和体积分数）、共晶层片间距和共晶层片团尺寸等与合金热变形行为及加工性能的内在关系规律，发现完全消除初生相的细小全层片共晶凝固组织具有非常优良的加工性能；研究探明了合金中各组成相ζ-Au5Sn、ζ’-Au5Sn和δ-AuSn在塑性变形过程中的变形及其断裂机理，发现ζ-Au5Sn相的变形能力优于δ-AuSn相的变形能力，热加工变形过程中微裂纹起源于δ-AuSn相内或ζ-Au5Sn/δ-AuSn相界并沿两相界面扩展，ζ-Au5Sn相起阻碍裂纹扩展的作用，冷加工过程中微裂纹易产生有序的ζ’-Au5Sn相晶内并扩展直至断裂。基于以上所取得的研究结果，本项目研究提出了解决金锡脆性共晶合金难加工问题的有效的组织结构控制方法和加工成形工艺，即采用“熔体过热温度处理结合成分微调”有效细化合金铸态组织，从根本上改善合金的初始加工性能，并采用“等温热轧＋中间热处理”有效控制变形组织结构，从而显著提高了金锡合金的塑性加工成形能力，合金的道次变形量可达20% 以上，经多道次加工可获得厚度50μm以下的合金箔材。该项目研究成果对脆性合金材料的加工成形具有普遍的指导意义，为进一步开发该类材料的工业化生产技术提供了坚实的理论和实验基础。