Fe-Ni基低膨胀合金由于其较低的热膨胀系数而备受关注,但该类合金存在强度较低的问题,如何将二者很好的兼顾,把功能材料作为特殊结构材料使用,成为研究者所关注的热点方向。针对上述问题,传统的方法是添加合金元素通过第二相强化的方法来提高其强度,但往往会对合金的低膨胀性能产生很大的影响。本文以Fe-36Ni合金热轧板为研究对象,在不牺牲合金膨胀系数的前提下,通过异步热轧这种剧烈塑性变形达到细化合金晶粒尺寸的目的,从而提高合金的强度与塑性。因此,论文设计了同步轧制与异步热轧以及固溶处理实验,利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针、相变膨胀仪、电子万能拉伸试验机、显微硬度计等实验仪器,对比研究了热轧态与固溶态的平均晶粒尺寸、再结晶体积分数、退火孪晶比例等微观组织特征及力学性能的变化,为Fe-36Ni合金的实际生产提供一定的参考,论文主要研究内容如下:(1)采用热膨胀法,测得Fe-36Ni合金热轧板在居里温度以下的热膨胀系数,并简要分析了合金反常热膨胀行为的机理。(2)利用MMS-300热模拟实验机进行单道次压缩实验,得到Fe-36Ni合金的真应力-真应变曲线,讨论分析了变形温度、应变速率和变形程度对合金流变应力以及组织演变的影响,通过回归计算得到合金再结晶激活能、建立了合金热变形本构方程,根据周纪华流变应力模型,构建了高温塑性变形抗力方程。(3)研究了热轧与不同温度的固溶处理对Fe-36Ni合金组织性能的影响规律。发现了轧制态中大部分晶粒沿着轧制方向被压扁拉长呈纤维状,固溶处理使晶粒呈等轴状,并随着温度的升高显微组织的均匀性得到很大的改善,再结晶比例以及退火孪晶的数量也逐渐升高,并且断后延伸率都有一定的提高,但抗拉强度呈现逐渐降低的趋势。(4)开展了不同速比(1.1、1.2)的异步热轧与不同温度的固溶处理实验。对比研究了同步轧制与异步热轧对Fe-36Ni合金显微组织及力学性能的影响,得出了异步热轧不仅可有效细化晶粒,使晶粒尺寸由表层至中心层呈梯度分布,而同步轧制晶粒尺寸沿板厚方向几乎没有变化;其次,组织内部再结晶的比例大幅度的增加,有更多的退火孪晶出现,而且合金的强塑性有很大的提高,异速比是1.2时尤为明显,抗拉强度与延伸率分别提高了 22MPa、8.44%的增加。而异步热轧板经固溶处理虽然微观组织的均匀性得到了很大的改善但力学性能也受到了一定程度的影响。