镍钛形状记忆合金因为具有良好的形状记忆效应和超弹性而在生物医学领域和航空航天领域得到了广泛的应用。随着科学技术的发展,对镍钛形状记忆合金的功能性能提出了越来越高的要求。相关研究表明,相比于粗晶镍钛形状记忆合金,纳米晶镍钛形状记忆合金具有更为优良的力学性能、超弹性、耐蚀性和生物相容性。因此,制备纳米晶镍钛形状记忆合金具有广阔的应用前景。众所周知,大塑性变形是一种赋予金属材料较高塑性应变的加工技术,通过高应变改变块体金属材料的显微组织,实现晶粒细化,从而显著提高或改善金属材料的力学性能。因此,本论文以等原子比镍钛形状记忆合金为研究对象,将局部包套压缩大塑性变形技术、热处理晶化技术、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微技术(TEM)、差示扫描量热技术(DSC)和压缩力学试验相结合,研究了等原子比镍钛形状记忆合金局部包套压缩大塑性变形非晶化机制、晶化后的镍钛形状记忆合金的力学性能和相变行为,最终揭示了非晶镍钛形状记忆合金热处理晶化机制,为制备高性能纳米晶镍钛形状记忆合金提供了科学的理论基础。论文的主要研究成果如下。对原始热轧等原子比镍钛形状记忆合金进行固溶处理,即在850℃下保温2h,然后淬入液氮中,使其发生完全的马氏体相变。对固溶处理后的等原子比镍钛形状记忆合金进行XRD分析和TEM观察,发现固溶处理后的镍钛形状记忆合金完全发生了马氏体转变,且合金中含有大量马氏体孪晶,孪晶类型为Ⅰ型孪晶,并且伴有二次孪晶发生。对固溶处理后的镍钛形状记忆合金进行了局部包套压缩实验。当镍钛形状记忆合金经历25%局部包套压缩时,可以观察到马氏体板条的变形特征,有去孪生发生,合金中存在少量纳米晶相和非晶相。当镍钛形状记忆合金经历50%局部包套压缩时,可以观察到纳米晶相和非晶相共存,还可以观察到去孪生特征,而且有变形孪晶存在。当镍钛形状记忆合金经历75%局部包套压缩时,镍钛形状记忆合金发生严重的非晶化,可以观察到去孪生特征。马氏体状态镍钛形状记忆合金在局部包套压缩大塑性变形非晶化过程中,非晶化机制涉及马氏体的再取向、变形孪生、去孪生和位错滑移。对75%局部包套压缩大塑性变形的等原子比镍钛形状记忆合金分别在300℃、450℃和600℃进行热处理晶化2h。TEM观察表明,晶粒尺寸随着热处理晶化温度的增加而增加。在300℃热处理晶化条件下,镍钛形状记忆合金中纳米晶相占主导,存在局部非晶区域。在450℃热处理晶化条件下,几乎获得完全的纳米晶。在600℃热处理晶化条件下,晶粒尺寸明显增大,但仍然含有少量纳米晶相,而且可以观察到孪晶的存在。对晶化后的镍钛形状记忆合金进行了压缩实验,获得了镍钛形状记忆合金真实应力-应变曲线。实验结果表明,在300℃的热处理条件下,镍钛形状记忆合金表现出了极高的弹性极限,但塑性较差。在450℃的热处理条件下,镍钛形状记忆合金表现出了很高的屈服强度,而且塑性也较好。在600℃的热处理条件下,镍钛形状记忆合金表现出了较低的屈服强度,但仍高于原始镍钛形状记忆合金的屈服强度,而且塑性也较好。在300℃和450℃热处理晶化条件下,镍钛形状记忆合金样品在加热和冷却状态时都表现出了一阶相变,即冷却时发生从奥氏体到到马氏体的相变,加热时发生从马氏体到奥氏体的相变。在600℃热处理晶化条件下,镍钛形状记忆合金在加热时发生了一阶相变,即从马氏体到奥氏体的相变;在冷却时却发生了二阶相变,即从奥氏体到R相的一阶相变和R相到马氏体的二阶相变。此外,在300℃热处理晶化条件下,镍钛形状记忆合金表现出了很小的相变滞后。