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镍钛基形状记忆合金具有优良的形状记忆效应、超弹性、耐蚀性、生物相容性和力学性能,因而在生物医学和航空航天等领域具有非常广阔的应用前景。塑性加工是使镍钛基形状记忆合金走向工程应用的重要环节,因为一些重要的镍钛基形状记忆合金制品都需要从塑性成形的线材、棒材、带材、板材和管材而获得,而且一些重要的镍钛基形状记忆合金器件也需要塑性加工成形。然而,镍钛基形状记忆合金通常在室温下具有较强的加工硬化能力,因而需要在高温下成形。因此,探索镍钛基形状记忆合金高温塑性变形行为,揭示镍钛基形状记忆合金高温塑性变形机制,具有重要的科学意义。本论文以热轧NiTiCu形状记忆合金棒为研究对象,基于多种实验手段,结合有限元模拟技术,深入研究了 NiTiCu形状记忆合金的高温塑性变形机理及平面应变塑性变形规律,具体研究工作及成果如下。基于差示扫描量热实验(DSC)、透射电子显微实验(TEM)、金相显微实验(OM)、X射线衍射实验(XRD),对原始轧制NiTiCu形状记忆合金棒的相变行为和微观结构进行了表征。结果表明,NiTiCu形状记忆合金相变温度为Ms=53.8℃,Mf=8.3℃,As=73.1℃,Af-113.5℃,在室温下主要为 B19’少马氏体,含有少量的Ti2Ni相,而且B19马氏体相具有针状形貌。基于NiTiCu形状记忆合金在温度范围为600～1000℃、应变速率范围为0.0005～0.5s-1的热压缩实验,获得了 NiTiCu形状记忆合金高温塑性变形真应力真应变曲线。从真应力真应变曲线可以发现,NiTiCu形状记忆合金在高温条件下属于应变速率敏感性材料,即应力随着应变速率的增加而增加。根据NiTiCu形状记忆合金高温塑性变形真应力真应变曲线,构建了 NiTiCu形状记忆合金基于Arrhenius型的高温本构方程。为了研究NiTiCu形状记忆合金的热加工性,优化其热加工工艺参数,基于动态材料模型,根据NiTiCu形状记忆合金高温塑性变形流动应力,构建了 NiTiCu形状记忆合金的热加工图。根据NiTiCu形状记忆合金的热加工图,发现NiTiCu形状记忆合金的塑性流动失稳区主要发生在高应变速率区,失稳区的范围随着应变值的增加而扩大。根据热加工图和显微组织观察结果,发现NiTiCu形状记忆合金最佳加工温度范围为750-850℃,应变速率应该控制在较低水平。基于NiTiCu形状记忆合金的Arrhenius型高温本构方程,采用刚粘塑性有限元法,利用DEFORM软件模拟了 NiTiCu形状记忆合金在不同温度(700℃、800℃和900℃)和不同变形程度(20%、40%和60%)下的平面应变压缩塑性变形,揭示了 NiTiCu形状记忆合金平面应变压缩塑性变形金属流动的基本规律。模拟结果表明,NiTiCu形状记忆合金平面应变压缩塑性变形时,中间主变形区处于三向压应力状态,而且应力状态随着中间主变形区向两方自由端逐渐发生变化,即沿着加载方向和约束方向仍为压应力,但沿着自由端方向逐渐转变为拉应力;在平面应变压缩试样的整个变形区内,沿着加载方向为压缩应变,沿着自由端方向为伸长应变。