形状记忆合金通过应力诱发可逆马氏体相变而具有超弹性,其在航空航天、医疗等工业领域已获广泛应用。近年来,不断拓展的应用场景对超弹性形状记忆合金的超弹力、温域等指标提出了新的要求。本课题组以往研究表明,Ni Ti Nb（高Nb）合金具有高超弹力及宽温域的优异特性,并初步判断超弹力、温域与Nb含量有关联性,减低Nb含量有望获得超弹力适中但温域更宽的合金体系。本文通过熔炼、锻造、拔丝、退火等工艺制备多种不同成分的Ni Ti Nb（低Nb）形状记忆合金丝材,对其力学性能、物理特性、相变特征进行初步探索,并利用原位透射电镜技术重点关注其降温过程中的微观结构演变。研究结果表明,不同温度退火的Ni Ti Nb（低Nb）合金丝,在-150℃～150℃的温域范围内展现了良好的超弹特性,高温超弹应力能达到1500 MPa,低温下超弹应力依然有600 MPa,在整个测试温域内高于以往报道的任一合金。超弹应力随拉伸温度变化的斜率dσ/d T在3-4 MPa/K之间,较低的斜率使合金在低温下依然具有高超弹应力,同时在拉伸温度低于-100℃时,超弹应力随拉伸温度的关系不再满足C-C方程,使得超弹应力与拉伸温度之间的关系曲线偏离线性。进一步研究发现,降温过程Ni Ti Nb合金丝出现电阻反常上升、模量软化、母相结构保持不变等现象,但高能同步辐射显示,降温过程母相晶面间距、半高宽等存在微小变化,猜测其中可能存在某种微区演变行为。通过原位降温TEM研究了Ni Ti Nb系列合金降温过程微观演变行为,降温过程中母相结构保持不变,但母相衍射斑点附近出现额外衍射斑,并随温度降低逐渐增强,由额外衍射斑所成暗场像中发现纳米畴状组织,并随温度降低逐渐增多,大小基本保持在10 nm左右。经过预拉伸的样品中出现了马氏体组织,在随后降温过程中,样品中仍以母相为主,并未完全转变为马氏体组织;在具有明显R相变行为的Ni Ti Fe合金中,材料内部微区出现相变的不一致性,部分区域先相变,部分区域自始至终都未发生相变。以上这些现象与以往报道的马氏体预相变和应变玻璃转变现象类似,初步猜测与长程马氏体相变受阻有关。