提高微晶、纳米晶材料的热稳定性是发挥其力学性能优势以及实现其广泛工程应用的关键。因而对微晶,纳米晶在成型过程和处理过程中的各项稳定性特征的研究具有重要意义。本文以低固溶度的Ni-B合金为研究对象,从实验出发并结合理论模型深入研究了其亚稳晶粒的形成和稳定化的机制。得出的主要结论如下:(1)利用循环过热和熔融净化的深过冷法制得了微晶Ni-1at.%B合金,其凝固组织形貌在ΔT<80 K前经历了一个由枝晶向条状晶再到等轴细晶的过程。通过对不同过冷度下Ni-B合金的多项微观结构进行分析和表征,我们分析了不同过冷度的合金组织在凝固的不同阶段的晶粒细化机理。同时以合金中溶质拖拽力,溶质的钉扎作用以及初始过冷度的相互作用为基础,分析了Ni-B微晶合金凝固过程中固态变化过程中的晶粒生长机理,即随着过冷度的增加(80-230 K),在快速凝固之后到淬火之前,Ni-B合金微晶组织的生长方式经历了一个由正常到异常再变为正常的过程。(2)立足于有关激活能和晶界移动性的Arrhenius方程,建立了一个合金稳定化过程中的激活能变化的新模型,模型的验证和分析以纳米RuAl合金基础。同时,我们以晶粒生长的抛物线模型为基础,将热力学模型与动力学模型相结合,通过多种方法对晶粒生长的热动力学模型进行了建立和讨论。(3)通过对等温退火处理后的Ni-B微晶合金的晶粒、晶界形貌以及合金中溶质成分、组成物相的分析,合金的稳定性得到了研究。在长时间的退火过程中合金的组织经历了一个生长到初始稳定和再生长到最终稳定的过程,在退火过程中晶粒的二次生长与晶界处第二相沉淀的产生密切相关,其对晶粒的二次生长具有一定的促进作用。通过对Ni-B微晶合金晶粒生长进行拟合计算和稳定化过程中晶界能变化的分析,整个退火过程中晶粒的生长机理得到了研究。退火过程中,溶质原子B在晶界处的偏聚和富集使得合金组织得到了初始的稳定;但随着第二相沉淀在晶界处形成,其使得原先减小的晶界能又重新增加,进而为晶粒的二次生长提供了新的驱动力;同时沉淀相也具有拖拽力的作用,当拖拽力PZ逼近与驱动力PD时,微晶合金晶粒达到最终的稳定。