通过引入高密度晶界、相界等缺陷阻碍位错滑移可使得纳米钢获得高强度,但难以同时保持高塑性。如何突破强度-塑性倒置关系是纳米钢研究领域的长期热点问题。以往研究指出,纳米贝氏体钢和纳米奥氏体不锈钢中的小尺寸亚稳态奥氏体可在塑性变形过程中发生应力/应变诱发马氏体相变而显著增塑,因而引入分布均匀的小尺寸亚稳态奥氏体是获得高强高塑纳米钢的有效途径。然而,利用传统冷变形与热处理工艺方法难以在纳米钢中获得此类亚稳态奥氏体。若采用强烈冷变形的方法将含有亚稳态奥氏体的粗晶钢纳米化,则亚稳态奥氏体在变形过程中转变为马氏体,无法得到含有亚稳态奥氏体纳米晶;若先将粗晶碳钢纳米化,试图通过奥氏体化加淬火方式获得残余奥氏体,则奥氏体化过程中晶粒迅速长大,纳米晶难以保留。我们采用热压、锻造、轧制及拔丝的方法制备了层厚约为69 nm的铜/T10钢纳米层状复合材料丝材。铜几乎不与碳钢层中的碳、铁发生反应和互溶,高温下几何形状稳定,因而有效抑制了碳钢在奥氏体化过程中的晶粒长大,使钢片层厚度保持纳米尺寸。随后通过快速冷却,在纳米厚度的钢片层中获得高体积分数、分布均匀的小尺寸残余奥氏体,成功制得了具有良好塑性的铜/T10钢纳米层状复合材料,并利用高能同步辐射X射线等手段研究其相变特征与塑性变形机制。此外,我们通过液氮深冷,使残余奥氏体完全转变为马氏体,从而获得铜/T10钢（马氏体）高强度复合材料。在此基础上,我们通过改变钢的成分,还设计制备了铜/65Mn钢纳米层状复合材料。本文主要研究结果如下:淬火后,铜/T10钢丝材钢片层中含有体积分数约为64%（约占丝材的32%）的残余奥氏体,形貌为薄片状或岛状。DSC结果表明,残余奥氏体的马氏体相变开始温度（Ms）约为5℃,且相变在较宽温度范围（5℃到-80℃）内进行。室温拉伸实验表明,淬火后铜/T10钢样品的应力-应变曲线分为初始弹性变形、塑性变形屈服平台和加工硬化三部分。高能同步辐射X射线衍射结果表明,在平台阶段发生了残余奥氏体非均匀的应力诱发马氏体相变（吕德斯带型）;在加工硬化阶段,残余奥氏体发生了均匀的应变诱发马氏体相变。在不同温度下的拉伸实验及同步辐射结果表明,淬火后铜/T10钢样品的力学行为具有显著的温度依赖性,其塑性变形机制是残余奥氏体发生马氏体相变或位错滑移两种变形机制的竞争结果。残余奥氏体发生应力诱发马氏体相变和应变诱发马氏体相变的边界温度（Msσ）确定为60℃。当拉伸温度低于60℃时,残余奥氏体发生变形所需的临界应力随着温度的升高线性增大,塑性变形主要由应力诱发马氏体相变承担。当拉伸温度高于60℃时,残余奥氏体发生应变诱发马氏体相变,变形机制为残余奥氏体的马氏体相变和位错滑移同时进行,从而带来较高的加工硬化率和良好的的塑性。铜/T10钢样品经液氮深冷处理后获得铜/碳钢（马氏体）组织,在拉伸过程中,马氏体的弹性应变极限达1.93%,比以往报道的碳钢中马氏体弹性应变极限的最大值高30%,这可能源于复合材料纳米尺寸钢片中马氏体的高长度与厚度比。经液氮深冷处理后的铜/65Mn钢样品,强度达到1220 MPa,延伸率为6.4%,导电率为60%IACS（International Annealed Copper Standard）,与文献报道的高强铜导线性能相当。