本文以GH4169高温合金作为研究对象,在深冷条件下进行了超声振动辅助微压缩实验,探究了超声振幅、晶粒尺寸、温度等因素对材料变形行为、表面质量和微观组织演化的影响规律,根据压缩实验得到的应力-应变数据构建了深冷下的振动唯象本构模型。根据该模型进行挤压模拟,并实施了挤压实验。主要内容与结论如下:在GH4169压缩过程中引入超声振动,材料会出现超声软化效应,该效应随着振幅的增加而增强,但对晶粒尺寸和温度不敏感;室温下经过超声振动后,材料出现残余软化;而在深冷条件下,小晶粒试样在小振幅下残余软化效应不明显,大晶粒试样反而出现残余硬化效应;通过纳米压痕实验发现,室温下压缩试样的硬度均随着超声振幅的增加而减小,而深冷下大晶粒尺寸试样硬度随着振幅增加出现了先增加后减小的现象,与残余效应相一致。另外深冷成形试样硬度比室温成形高,提高了GH4169成型件的强度。施加超声振动后,摩擦因子随着振幅的增加、晶粒尺寸的增加和温度的降低而减小。对压缩后试样表面质量进行分析,发现超声振动可以改善端面的表面质量,同时可以使侧面材料流动更加均匀,减少表面晶粒的鼓出。超声振动可以促进晶粒的细化和小角度晶界含量的增加,而在深冷条件下,超声振动的作用减弱。基于应力-应变数据构建了深冷下的振动唯象本构模型,将该本构模型应用于压缩的数值模拟,发现该模型具有较好的预测精度。最后用该模型模拟了振动下的挤压工艺。本研究为深冷环境下,超声振动辅助GH4169高温合金的变形理论提供了支持。