在以NiTi合金和CuZnAl合金等为代表的传统温控型形状记忆合金中，其形状记忆效应来源于受温度场变化激励而产生的热弹性马氏体相变，由于合金在服役过程中的响应频率受材料导热性能和散热条件等的制约，因此该类合金在对响应速度有较高要求的智能传感器和执行器制造等领域的进一步推广和应用受到了限制。近年来，一种新型的以Ni2MnGa合金为代表的铁磁形状记忆合金得到了迅速的发展，其形状记忆效应源于外加磁场激励下马氏体孪晶变体之间的择优再取向，宏观上表现为合金外观形状的改变与回复，同时具有较高的响应频率并有可能经设计获得更大的输出应变等突出特点。目前关于Ni2MnGa铁磁形状记忆合金马氏体相变的研究主要集中在合金热力学、相变动力学以及材料的力学行为和磁学性能等方面，并均已获得一系列丰富的研究进展与成果，然而对该合金中马氏体相变晶体学的研究和探讨却鲜见报道。马氏体相变晶体学能够从理论上预测并用于指导按需求设计与调控材料的微观组织结构，从而实现材料宏观性能的优化。研究表明，Ni2MnGa合金的铁磁形状记忆效应与其马氏体相变晶体学特性密切相关，因此对Ni2MnGa铁磁形状记忆合金马氏体相变晶体学展开系统而深入的研究具有非常重要的理论意义与实用价值。马氏体相变拓扑模型是基于界面位错理论并用于描述和解释马氏体相变过程界面运动机制的一种相变晶体学模型，它不仅能够通过模拟计算提供马氏体相变过程中晶体学方面的三大典型特征参数信息，即惯习面指数、位向关系和形状应变，同时还可以定量描述母相与马氏体相界面的位错结构。在本论文的研究工作中，首先根据单根独立刃型和螺型位错的线弹性应变场理论推导获得具有不同排列特征的单组刃型位错、螺型位错和混合型位错阵列的线弹性应变场表达，并分析和计算得到单组位错阵列的长程弹性应变场公式；在此基础上证实了利用Frank-Bilby公式计算得到的位错网结构能够起到完全松弛相界面上长程共格应变场的作用，为后续马氏体相变拓扑模型的构建与应用提供了理论依据和验证支撑；其次，在拓扑模型的理论框架下，通过分析马氏体台阶面上共格应变在两相晶体内的长程作用，推导出相变位错和晶格不变应变位错网完全吸收长程共格应变的晶体学条件，创新性地提出并建立了关于界面扭折角ω的约束方程与求解最优扭折角ωo的计算方法（称为最优扭折法），优化了模拟求解过程并进一步发展了拓扑模型；运用最优扭折法研究了铁基合金中经典的面心立方（FCC）-体心立方（BCC）马氏体相变，模拟计算获得的结果与文献报导实验数据以及马氏体相变晶体学唯象理论（PTMC）计算值相一致；随后，运用经优化的拓扑模型研究了Ni2MnGa铁磁形状记忆合金中具有Heusler结构母相到非调制结构子相的马氏体相变，获得了合金母相与马氏体相间的界面位错结构，以及马氏体相变晶体学特征参数，即惯习面指数、两相间的位向关系以及形状应变，并与马氏体相变晶体学唯象理论的计算值进行了对比。在以往的拓扑模型求解中需要使用“惯习面准则”确定扭折角ω，即需要将模型中惯习面的计算值与实验测量数据进行对比并人为选定扭折角ω的取值，因此该方法不能独立于实验工作。对于一些实验测量数据相对缺乏尤其是惯习面指数难以精确测定的合金体系，“惯习面准则”便难以进行；而且，通过“惯习面准则”所确定的扭折角ω并不能保证台阶面上的共格应变被界面位错网完全吸收，即界面位错可能需要在界面上产生伴随有短程扩散特征的再取向，以实现对共格应变的完全松弛。在另一方面，如果首先确定共格应变被界面位错完全吸收的界面约束状态，即构建方程描述晶格不变应变位错线方向必定与其滑移面和惯习面交线重合的先决条件，从而求解并定量获得最优扭折角ω值，则可以不仅克服“惯习面准则”必须依赖实验测量数据进行模型求解值筛选的不足，而且能保证共格应变能够被完全吸收，即界面位错不需要通过短程或长程扩散以实现再取向。在具有非调制结构马氏体相的Ni2MnGa铁磁形状记忆合金中，运用拓扑模型并结合最优扭折法计算获得台阶面上的最优扭折角为ωo=-0.023o（基于N-W的初始位向关系）；在此基础上，计算得到该合金中的马氏体相惯习面晶面指数为(0.690,-0.090,0.718)P，合金母相与马氏体相间初始的N-W位向关系修正为(111)P和(101)M间夹角为0.548o，[211]P和[101]M间夹角为0.023o；同时，从一组位错运动滑出晶体时导致的晶体宏观形状应变公式出发，推导出相变位错、晶格不变应变位错和共格位错在晶体中运动时产生的形状应变，并结合沿惯习面法线方向位错分量导致的小角度刚性旋转，求得马氏体相变所产生的宏观切变方向为[-0.658,0.118,0.744]P，且其切变量为0.125；此外，还获得了更为重要的惯习面上相变位错和晶格不变应变位错的缺陷网结构参数，包括其Burgers矢量方向，位错线方向和位错间距；例如，两组位错的间距分别为0.512nm和0.631nm。