NiTi形状记忆合金通过力致可逆马氏体相变而展现优异超弹性,是工业应用最为广泛的智能金属材料之一。然而,传统NiTi合金的超弹力（相变临界应力）温度依赖性为6-7 MPa/K,即超弹力随温度下降而快速降低,这限制了其在较宽温域中的应用。因此,深入理解超弹力温度依赖性的本质并实现对其调控是学者们持续关注的重要科学问题。近年来,人们发现纳米晶近等原子比NiTi合金超弹力的温度依赖性可低至0.3 MPa/K,并据此提出诸多在纳米尺度上的新规律与新机制。然而,已有报道的纳米晶NiTi多呈现“硬化型”超弹行为,该种行为产生的原因相对复杂,这不仅给准确表征超弹力及其温度依赖性带来困难,还为深入理解纳米尺度的热弹性马氏体相变行为与机制造成障碍。本文采用大变形冷拔和低温退火的方法制得纳米晶近等原子比NiTi,获得了具有明确应力平台的“平台型”超弹行为,实现了对超弹力（B2→B19’）及其温度依赖性的准确测量,澄清了人们对纳米晶NiTi超弹行为的部分误解。进一步,本文重点研究了含R相纳米晶NiTi的超弹行为与机制,发现（B2+R）→B19’相变临界应力呈现非线性温度依赖性且R→B19’相变临界应力的本征温度依赖性接近于0。最后,我们根据上述认知,设计制备了内含B2+R-like双相的新型NiTiNb形状记忆合金,在宽温域内实现了超弹力的低（或负）温度依赖性,有望为新型NiTi基记忆合金设计提供新思路。本文主要研究内容与结果如下:（1）利用原位降温同步辐射X射线衍射技术,准确界定了纳米晶近等原子比NiTi合金相结构演变的温度区间。当温度高于320 K时,样品由单一B2相组成;在320 K～190 K范围内,样品由B2相和R相组成,且R相的体积百分数随温度的降低而增多,此区间显著大于基于热分析的测试结果（320 K～305 K）;在190 K～77 K范围内,样品由单一R相组成。（2）基于前述温度区间,系统研究了纳米晶近等原子比NiTi样品在320K-373 K（单一B2相）之间对外力的响应行为。结果表明,样品在该温度区间发生应力诱发B2（?）B19’可逆相变,展现出超弹性,其应力-应变曲线均为有明显滞后的“平台型”,与文献中报道的“硬化型”、“超窄滞后”、“近似线性”等特征显著不同。超弹力（相变临界应力）的温度依赖性（dσ/d T）为4.7 MPa/K,低于粗晶近等原子比NiTi中的6-7 MPa/K,但显著大于文献所报道纳米晶NiTi的数值（0.3 MPa/K）。我们提出,纳米晶与粗晶样品之间的dσ/d T差异主要源于弹性应变能的尺寸依赖性与温度依赖性,而以往文献报道的低数值（0.3 MPa/K）可能与其样品中存在非相变区（马氏体、非晶、位错等）而导致的特殊应力-应变曲线线型有关。（3）系统研究了纳米晶近等原子比NiTi样品在190 K-320 K（B2+R双相）与77 K-190 K（单一R相）温度区间内对外力的响应行为。结果表明,热致R相的产生不利于样品的超弹性,即样品的恢复应变随R相体积分数增加而减小。B2+R双相样品的dσ/d T为3.2 MPa/K,与文献中的单相（以往认为完全由R组成）样品的dσ/d T一致。尤其值得注意的是,当样品由单一R相组成时,样品几乎完全失去超弹性,且其dσ/d T（R→B19’）接近-0.2 MPa/K。上述结果显示,R相本身并不具备超弹性,这与以往“R相本身具有超弹性”的普遍认知显著不同。（4）探索了纳米晶NiTiNb样品在77 K～353 K范围内的热/力致相变行为。发现样品在此温度区间内的平均结构一直为B2,但随温度降低样品呈现电阻单调上升等马氏体预相变现象。此外,样品在77 K～353 K温区内均呈现B2→B19’超弹性,平均超弹应力为1100 MPa,显著优于文献报道的形状记忆合金。尤其值得注意的是,样品的σ和T呈现凹型曲线,随温度降低,dσ/d T从3.4 MPa/K减小致-1.4MPa/K。我们结合文献推测,这种异常的dσ/d T与样品在预马氏体相变过程中纳米畴演变有关。