作为非晶合金的完美衍生物,非晶复合材料解决了非晶合金的室温脆性问题。非晶复合材料不仅一定程度上继承了非晶合金高强度、高硬度和大的弹性模量等优点,还显著提高了室温拉伸延展性。非晶复合材料作为结构材料的候选者之一,其在服役过程中必须满足均匀变形的条件,以防止在使用过程中早期失效。亚稳型内生树枝晶增韧的非晶复合材料通过引入马氏体相变可以明显增强非晶复合材料的加工硬化能力并提高塑性变形能力。随着人类对浩瀚的宇宙的探索不断加深,对于极端条件下服役设备和工具的先进材料的要求也越来越迫切。对于亚稳型内生树枝晶增韧的非晶复合材料在低温下的力学响应和变形机制的研究尚处初级阶段,阻碍了此种材料的发展进程。除此之外,在高温变形期间,温度和应变速率如何影响亚稳型内生树枝晶增韧的非晶复合材料在过冷液相区的力学行为以及马氏体相变行为也需进行深入探索。对此本文通过成分设计,制备了两种钛基非晶复合材料。对其室温、低温和过冷液相区温度下的变形行为进行了研究,并建立了预测模型,将微观组织结构和力学响应之间的关系建立了良好的联系。设计的两种成分为Ti48Zr29Ni6Ta1Be16和Ti48Zr28Ni6Ta2Be16的非晶复合材料,其在室温和低温下均表现出优异的力学性能。在298 K下,Ti48Zr29Ni6Ta1Be16和Ti48Zr28Ni6Ta2Be16的屈服强度分别达到了1,140 MPa和1,100 MPa。其均匀延伸率分别为8.1%和7.8%。在77 K下,Ti48Zr29Ni6Ta1Be16和Ti48Zr28Ni6Ta2Be16的屈服强度分别提高了33.3%和40.9%,达到了1,520 MPa和1,550 MPa。合金Ta1和Ta2的均匀延伸率分别是4.6%和5.3%。低温下,两种合金均展现了良好的强塑性协同能力。两种非晶复合材料具有高亚稳性,在应力的作用下易发生马氏体相变。室温下,两种非晶复合材料都发生了马氏体相变,表现了优异的强塑性结合能力。由于Ti48Zr28Ni6Ta2Be16的亚稳性更高,发生了更多马氏体相变而产生了特殊的双屈服行为。在液氮温度下,发生了β→α→孪晶的转变过程,导致在低温下发生马氏体相变后,又转变成了孪晶。孪晶和马氏体板条的协同作用提高了非晶复合材料的变形能力。通过将树枝晶划分成更小的区域,使得大量位错堆积在界面处,大大提高了非晶复合材料的加工硬化能力。在过冷液相区内,Ti48Zr28Ni6Ta2Be16表现出优异的性能。在同一应变率条件下,非晶复合材料随着变形温度的升高,最大峰值应力持续降低,而塑性经历一个先增加后减少的趋势。在同一变形温度下,随着应变速率的不断降低,屈服强度持续降低,表现出了强烈的应变速率敏感性。塑性经历一个先上升后下降的趋势,其原因为非晶基体的负的塑性相关性和树枝晶中正的塑性相关性存在竞争关系,在两者的耦合作用下导致塑性变形在处于中间数量级的应变速率下表现出最优值。除此之外,随着变形应变速率的降低,马氏体相变导致的应力回弹的数量不断增多。而随着变形温度的不断升高,马氏体相变导致的应力回弹的数量先增多后减少的现象,这归因于非晶基体和树枝晶在不同温度对于载荷承担不同的角色以及在高温下的马氏体逆转变行为。