NiTiFe记忆合金可发生热致与力致B2→B19’、B2→R及B2→纳米畴（R-like）三种类型相变,其中,对B2→B19’一级相变（输出应变约6%）特征已达成共识,对B2→R的一级与二级相变（输出应变约1%）特征的认识不够清晰,尤其对B2→纳米畴二级相变（输出应变约0.5%）特征的理解一直存在争议。本论文设计与制备（熔炼、锻造及拔丝）了Nb纳米线/NiTiFe4记忆合金复合材料丝材,试图利用Nb纳米线与NiTiFe基体在相变过程中的耦合作用,加深理解NiTiFe记忆合金的相变与变形行为。本文的主要研究内容与结果如下:研究了Nb纳米线/NiTiFe4记忆合金复合材料丝材的热致相变行为,研究结果表明,经370℃、400℃及550℃退火20分钟后,复合材料丝材样品在降温过程中均发生B2→R相变,且随退火温度的升高,相变温度开始降低。TEM观察表明,经550℃退火后,NiTiFe基体的平均晶粒尺寸为150 nm,Nb纳米线的平均直径为20 nm,沿丝材轴向分布于基体中。原位降温同步辐射高能XRD检测表明,在降温B2→R相变过程中,R相的晶格参数a/√6与c/√3分别减小与增大,R相的畸变度cR/a R逐渐降低,与所有文献报道的结果相反,这可能源于NiTiFe基体中溶入少量Nb元素,改变了B2→R相变特征。此研究结果对拓宽B2→R相变特征具有意义。研究了上述复合材料丝材在拉伸过程中的变形行为。同步辐射高能XRD检测表明,经550℃退火的样品,在-100℃和室温下拉伸过程中,NiTiFe基体主要发生B2→B19’相变,Nb纳米线呈现的弹性应变极限分别高达5.5%和5.2%。值得关注的是,在120℃下的拉伸过程中,NiTiFe基体未发生相变,而Nb纳米线呈现的弹性应变极限高达5.0%,远高于纳米线在基体发生位错滑移（200℃下拉伸）过程中呈现的弹性应变极限（1%）。基于纳米线在基体发生位错滑移过程中不能呈现大弹性应变（Science,2013年）,且XRD不能识别B2→纳米畴（大量文献报道）,我们推测,在120℃下的拉伸过程中,NiTiFe基体可能发生了B2→纳米畴相变,说明力致诱发B2→纳米畴相变的输出应变可能达到5%,这远大于文献报道的B2→纳米畴相变输出应变（～0.5%）,这说明纳米畴可能是B19’马氏体的胚或核,此研究结果对理解B2→纳米畴相变具有重要意义。研究还发现,经370℃退火的Nb纳米线/NiTiFe4记忆合金复合材料丝材,在-150℃至-50℃温域内呈现优异超弹性,其最高与平均超弹应力分别为1160 MPa和1041 MPa,远高于文献报道的其它NiTi记忆合金。