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本文研究了Fe-Mn-Si、Fe-Mn-Si-Cr-Ni及Fe-Mn-Si-C形状记忆合金化学成分、热处理工艺、显微组织结构、层错能和形状记忆效应的关系；研制Fe-Mn-Si-C形状记忆合金管接头，并分析管接头扩孔率、连接长度、管壁厚度对连接强度及其耐压性能的影响。结果表明：在Fe-Mn-Si合金中加入碳、铬、镍元素可以显著提高合金的形状记忆效应。适当的热处理工艺可以使合金获得最好的形状记忆效应。淬火温度对合金形状记忆效应有显著影响：合金700℃淬火后可得到最大的形状回复率；采用快速冷却能提高合金的形状回复率；实验合金预变形后加热到50℃，开始发生形状回复；50~150℃形状回复速度最快， 150℃以后合金回复率基本不发生变化。合金的形状回复率随着预变形量的增加而减小。用X射线衍射峰位移法测量合金在锻造态及不同淬火温度后的层错几率，发现Fe-Mn-Si-Cr-Ni、Fe-Mn-Si-C合金的层错几率随淬火温度的升高而升高，在600~700℃时达到最大，然后又随淬火温度的进一步升高而降低；Fe-Mn-Si合金的变化规律与之相反，且变化幅度很小。淬火温度对Fe-Mn-Si基合金层错几率的影响主要是由于铬、镍、碳等原子及淬火空位的偏聚而引起的。采用光学显微镜和透射电子显微镜观察合金经不同淬火温度及不同预变形量后的显微组织。研究表明，热诱发ε马氏体对合金的形状记忆效应具有双重作用，适量的热诱发ε马氏体有利于合金的形状记忆效应。淬火后合金中层错和马氏体形态对合金的形状记忆效应有一定的影响。低应力水平诱发的薄片状ε马氏体很容易发生ε→γ逆相变而消失，较高应力水平诱发的厚片状且相互交叉的ε马氏体，加热时不易回复。Fe-Mn-Si-C记忆合金制成的管接头具有很高的连接强度和良好的耐压性能；管接头的连接强度随着扩孔率、管壁厚度的增加而升高，但随着连接长度的增大而降低；加入碳元素并不降低合金的耐腐蚀性能。