镍钛形状记忆合金具有很好的生物相容性、耐蚀耐磨性、高抗疲劳性等，是一种应用前景广阔的医用生物材料，但是NiTi记忆合金在医学应用上，面临一个力学相容性的问题。本课题利用等径角挤压(ECAP)工艺对NiTi形状记忆合金进行大塑性变形处理，开展ECAP法制备超细晶镍钛记忆合金的工艺、组织和性能的研究，进一步认识大塑性变形对NiTi合金力学性能和相变特性的影响。　　 本课题针对NiTi形状记忆合金开展ECAP挤压工艺与性能研究，主要进行了如下工作并得出以下实验结果：　　 1、设备方面，设计了一套切实可行的挤压模具，实验模具采用楔形结构设计，半模外面设计套筒镶套，可以起到安全保护，这样的结构设计很好地解决两个半模用螺栓锁模不稳定导致挤压失败的问题。模具整体设计简单合理、成本低，经实验证明，在实际使用中可靠耐用。挤压模具选择热作模具钢H13，处理工艺为：820℃预热15min，1030℃+1个小时真空热处理后油淬，再进行580～600℃+1.5小时回火三次，回火后硬度为48～52HRC。冲头材料选用冷作模具钢Cr12MoV，热处理采用淬火十高温回火，采用此工艺冲头的使用寿命大大提高。　　 2、Nin记忆合金经ECAP工艺处理后，组织发生明显塑性变形，随着挤压道次增加，晶粒间的位向差增大，经过完整周期的挤压变形后，组织中大角度晶界形成，晶粒明显细化。运用X射线衍射分析，发现第一、第二道次挤压后NiTi记忆合金的主要相结构是B2母相和少量的Ni4Ti3颗粒，在第三、第四道次挤压的NiTi记忆合金中，主要相是B19’马氏体相并有少量B2母相和Ni4Ti3颗粒，B19’马氏体为形变诱发形成。不同挤压道次NiTi合金500℃时效10分和20分钟后的显微组织分析表明，随着时效时间增加，Ni4Ti3颗粒析出增加，组织向等轴晶转化程度增加；随着挤压道次增加，组织向等轴晶的转化程度增加。　　 3、经ECAP工艺处理后的NiTi合金，在DSC热差分析的测试温度范围内看不到明显的相变发生，说明挤压后试样由于剧烈塑性变形造成位错缺陷抑制了热弹性马氏体的相变，导致NiTi形状记忆合金的记忆效应暂时丧失。将挤压后的NiTi合金进行时效处理，材料内残余塑性变形得到缓解，可以看到明显的相变峰，每道次的相变点随时效时间的增加呈逐渐上升的趋势。不同道次挤压后，以时效30min为例，相变热滞参数( Af-Mf)，是趋于先降低后升高，在第二道次最低；而参数(Af-Ms)是趋于先升高后降低的。在同一道次合金中随着时效时间的增加，参数(Af-Ms)和(Af-Mf)都呈现先减小后增加的趋势。　　 4、为了保留挤压后合金超细晶的结构和良好的性能，综合考虑相变峰和热滞两者的因素，认为ECAP挤压后比较合适的时效工艺是：一道次500℃+40min，二道次500℃+20min，三道次500℃+20min，四道次500℃+30min，八道次500℃+20min，在这样的时效工艺下，既可以保证ECAP挤压对NiTi记忆合金的细化效果，又可以使得塑性变形得到部分恢复，满足NiTi记忆合金的记忆性能。　　 5、挤压后NiTi合金的马氏体相变诱发力随着挤压道次增加呈现增加趋势，这会有利于NiTi合金相变恢复力的提高；抗拉强度随着挤压道次的增加是先升高后下降，延伸率则明显下降。挤压后的时效处理使塑性变形对力学性能的影响有所减弱。　　 6、挤压使NiTi合金的弹性模量整体明显下降，在第八道次时候只有22.26Gpa，远远低于原始试样的弹性模量59.7Gpa。挤压并且时效后NiTi合金弹性模量的变化规律不明确。