Las aleaciones con una estructura de gradiente (GS) exhiben una combinación superior de resistencia y ductilidad. Sin embargo, los efectos de la temperatura de tratamiento y la energía de fallos de apilamiento en el comportamiento a tracción y la evolución de la microestructura de las aleaciones GS no han sido investigados de manera sistemática. En este estudio, se prepararon aleaciones GS de Cu-Al-Zn con diferentes energías de fallos de apilamiento (SFE, 40/7 mJ/m2) utilizando tratamiento de atrición mecánica en superficie (SMAT) a temperaturas criogénicas y a temperatura ambiente, respectivamente. Los resultados de la microestructura indican que se activaron más fallos de apilamiento y gemelos de deformación en las aleaciones SFE-7 a temperatura criogénica, lo que llevó a una mayor resistencia en comparación con la de las aleaciones tratadas con SMAT a temperatura ambiente. Además, se encontró que la resistencia al fluencia y el estrés inducido por heterodeformación (HDI) de la aleación SFE-7 eran significativamente más altos que los de la aleación SFE-40, lo que resulta en una buena combinación de resistencia y ductilidad. Además, se observaron bandas de deformación más dispersas en la muestra SFE-7 durante toda la deformación a tracción, lo que contribuye a una mayor ductilidad.