近些年来,纳米晶材料因其独特的机械性能和工程应用前景引起了广泛的兴趣,但是和传统粗晶多晶体材料相比,纳米晶材料在室温下通常表现为高强度、低延展性和低断裂韧性,低延性已经成为纳米晶材料工程应用的瓶颈。因此提出了许多方法用来提高纳米晶材料的延展性,其中最有效的方法之一是建立晶粒尺寸服从双峰分布的材料,即构建纳米晶双峰材料,将微米级的粗晶粒嵌入在纳晶基体中,其中纳晶基体提供高强度,而粗晶粒可以提高延展性。尽管有许多实验集中于研究纳晶双峰材料的本构行为,但是建立理论模型进行定量分析的研究工作比较少。本文针对纳晶双峰材料的本构行为,以纳晶双峰Cu-Ag材料为例进行了研究。采用高温高压烧结方法制备了具有双峰晶粒尺寸分布的纳晶铜银合金,利用SEM、XRD测试方法表征了双峰铜银合金的微观结构特点,并通过单轴拉伸测试研究了其拉伸变形行为。提出了一个新的纳晶双峰材料本构行为的理论模型,综合考虑了晶粒尺寸、粗晶体积分数等因素的影响,同时也分析了在塑性变形过程中纳米裂纹以及裂纹尖端位错的发射对本构行为的影响。结合Taylor强度理论和Johnson-Cook塑性模型进一步地研究了纳晶双峰材料的断裂行为,定量地分析了其失效应变,研究了应变速率、温度的影响。研究结果表明:(1)采用高温高压烧结方法制备的纳晶铜银合金具有较高的抗拉强度(473.7MPa)和失效应变(26%),还具有良好的应变硬化行为;(2)纳晶双峰材料的强度随着纳晶晶粒尺寸的减小而增加;当粗晶体积分数不变时,强度对粗晶尺寸的变化不敏感,强度与粗晶粒的体积分数有关,它随着粗晶的含量增加而减少;(3)纳晶双峰材料的延展性随着纳晶晶粒尺寸的减小而减小,随着粗晶体积分数的增加而增加;(4)纳米裂纹不会导致材料过早的破坏,反而对应变硬化起到了积极的作用;该模型可以成功描述纳晶双峰材料的本构行为;(5)通过将理论模型预测的结果与实验数据进行对比,研究发现理论预测的结果与实验结果有很好的一致性。因此该理论模型能够描述纳晶双峰铜银材料的本构行为及断裂行为。