金属间化合物大多具有高强度,但因其脆性大而应用受限。近年来,人们发现Ni Ti基合金(金属间化合物)具有良好的塑性,有望作为新型结构材料应用于航空航天领域。然而,Ni Ti基合金的缺点是强度不足。已有报道表明,微合金化的方法可有效提高Ni Ti基合金强度。本文通过调控合金元素设计,采用真空感应熔炼、锻造、拔丝及不同温度退火工艺,获得了Ni_xTi_yNb_zFe_w合金丝材,利用电镜和三维原子探针检测了合金的微观组织与化学成分分布,通过拉伸实验及原位拉伸同步辐射高能X射线探究了合金应力(应变)诱发马氏体相变及塑性变形行为。研究发现,随退火温度升高,Ni_xTi_yNb_zFe_w合金丝的晶粒尺寸增大,拉伸强度降低,延伸率增加。经280°C退火10 min的Ni_xTi_yNb_zFe_w合金丝由柱状纳米晶粒组成,平均尺寸为200 nm×50 nm×500 nm,且沿丝材轴向存在织构。尤其是,采用三维原子探针技术检测首次发现,在晶粒内部存在更小尺度(5-7 nm)的化学成分起伏。研究还发现,经280°C退火10 min的Ni_xTi_yNb_zFe_w合金丝材样品,在室温下的拉伸强度高达2.3 GPa,延伸率达14.7%,性能优于近年Nature、PNAS期刊报道的高强金属。原位拉伸同步辐射高能X射线结果表明,在拉伸过程中,丝材样品发生位错滑移变形,同时伴随部分应力(应变)诱发马氏体相变,且马氏体相变发生在样品的宏观初始弹性变形阶段;在样品断裂时,其晶格(B2晶体结构)应变高达2.5%。我们初步认为,样品的高强度可能主要来源于小尺寸、均匀弥散分布的相变区强化与细晶强化,高延伸率可能与上述相变区的应力(应变)诱发马氏体相变增塑有关。