近年来,TiNi记忆合金复合材料引起了国内外极大关注,但以往报道的复合材料中TiNi与基体界面结合强度低,导致受热过程中产生界面变形或开脱,使TiNi合金的记忆效应、超弹性与基体间的耦合作用难以得到充分体现,限制了人们对TiNi记忆合金复合材料功能特性的深入认知。　　 本文通过成分设计与熔炼,获得了源自Nb-Ti-Ni合金液-固相变的NbTi和TiNi记忆合金铸态双相组织,通过对铸锭辅以锻造、轧制或拔丝等变形加工,在国际上首次得到原位自生的超细片层TiNi/NbTi记忆合金复合材料。复合材料中TiNi/NbTi复合体积比可由Nb(Ni)含量控制,TiNi片的相变温度仍受Ti/Ni原子比影响,但对Ti/Ni原子比的敏感性远低于二元TiNi合金。　　 首次提出并验证了热膨胀法可弥补DSC测试表征约束态相变过程的不足,可测试表征预应变TiNi片在基体约束下的微细相变特征及逆相变结束温度,并由此发现了非均匀变形度继承变形马氏体约束态正逆相变小速率、正逆相变小滞后现象。首次提出约束态相变状态小滞后及相变路径小滞后概念,揭示出相变路径小滞后可能源于不均匀变形度继承变形马氏体转变小速率,并与复合体积比、基体屈服强度等因素有关;而相变状态小滞后与复合体积比、基体屈服强度等因素无关。　　 与以往报道的TiNi记忆合金/铝、高分子及水泥复合材料相比,TiNi/NbTi复合材料中的TiNi片细小、比表面积大、分布均匀、与基体结合强度高,由此发现,在热循环过程中,具有记忆效应的超细TiNi片与NbTi基体耦合可呈现负膨胀点记忆效应新功能;在机械循环过程中,具有超弹性的超细TiNi片与基体耦合可呈现应变软模效应新功能,从而首次认知了复合材料中TiNi记忆合金与基体耦合作用而产生的新功能。　　 通过锻造、拔丝获得的TiNi/NbTi复合材料丝具有较高的屈服强度,可以达到1500MPa以上,其高强度主要与超细的微观组织有关。拔丝后复合材料中的TiNi片厚度可达40nm以下,一些TiNi片由单变体马氏体组成,其亚结构为(001)复合孪晶,孪晶片宽度在10nm以下。　　 本文还发现振动时效对TiNi记忆合金相变特征、两段回复应变及双程记忆应变有明显影响,并提出其内在机制源于振动时效使TiNi合金产生了微观塑性变形,导致其内部的应力场发生变化。