目前对于形状记忆合金材料的研究,一方面集中于热处理对马氏体相变与超弹性的影响,但对于热处理对其力学性能的影响尤其是弹性模量变化的研究相对较少;另一方面集中于对理论模型、有限元模拟、应力-应变等力学行为的影响因素、微观结构演化观察的研究,但对于形状记忆合金材料在受力后其全场特别是微观全场变形的定量测量和变形机制的研究稍显不足,因此,本文对NiTi形状记忆合金在热处理后力学性能的变化及NiTi形状记忆合金微观全场变形的定量测量进行了研究。数字图像相关方法(DIC)通过对试件变形前后的图像进行相关处理得到其表面的位移和应变场,是一种非接触的实时全场变形测量方法,已经成为当前应用最为广泛的光学测量技术之一。散斑作为数字图像相关方法必要的变形载体,散斑质量会对其测量精度产生重要的影响。对于NiTi合金而言,即使经过较高温处理后其晶粒尺寸也只有70-80mm,因此要研究NiTi形状记忆合金的微观力学行为就要制作更合适的微纳米级散斑。针对以上问题,本文的主要研究工作有:分析了不同热处理工艺对该合金弹性模量、泊松比、屈服强度以及抗拉强度等力学参数的影响。同时,通过金相显微镜观察不同热处理试件的微观组织并估算了晶粒大小,分析了晶粒大小及相变对NiTi合金力学性能的影响。研究结果表明,对NiTi合金进行850℃固溶处理1h,550℃时效处理6h的热处理工艺后,其力学性能参数均有较大提高,这为NiTi合金的热处理工艺参数选取提供了实验依据。介绍了数字图像相关方法的发展及基本原理,研究其变形载体微纳米散斑的制作工艺,在基于离心甩胶微散斑制作技术的基础上,通过优化散斑颗粒粒径,研究了粉末与环氧配比、离心速度、离心固化时间、甩胶速度和甩胶时间对微散斑质量的影响,得到了最优散斑制作工艺参数,成功制得颗粒粒径更小、更适宜对NiTi合金晶粒及晶界进行变形测量的微散斑,并通过与粘贴应变片法测量弹性模量进行对比,验证了该微散斑的准确性。通过超景深显微镜下的数字图像相关变形测量技术,研究了NiTi形状记忆合金的晶体力学行为和微观断裂力学行为,为形状记忆合金微观理论模型的建立、验证和可靠性设计提供可靠的实验数据和实验方法。