本课题以Ti-50.4Ni合金为实验材料，借助金相显微观察、透射电子显微观察、示差扫描量热分析和拉伸实验等测试分析手段，系统研究了热轧和冷轧态NiTi合金的相变行为、微观结构和形变特性，以及退火处理对其影响。此外，详细分析了NiTi合金大变形量冷轧过程中的纳米晶和非晶形成机理。论文的主要工作和结论如下:　　1.介绍了热轧板材的制备工艺，并着重研究了退火温度(450℃～650℃)对热轧板材的相变行为和形变特性的影响。研究结果表明:热轧态板材组织为B2相和少量R相，热轧过程中发生了动态再结晶。热轧态及退火态板材的应力应变-曲线均出现应力诱发马氏体平台，且随退火温度的升高，热轧板材的σSIM先升高后降低，并在600℃达到最大值;延伸率εb先增大后减小。　　2.对热轧板进行大变形量(81％)冷轧加工，得到冷轧带材，系统研究了原始态和退火态冷轧带材的相变行为、微观结构及形变特性。研究结果表明:冷轧带材宏观组织为纤维状，微观结构主要为大量B2纳米晶组织和少量形貌类似孪晶马氏体的B2相。随退火温度的升高，冷轧带材的相变峰呈升高锐化趋势。　　3.冷轧带材在450℃～650℃退火时发生了回复再结晶，并在600℃时基本完成再结晶过程。其抗拉强度随退火温度的升高逐渐降低，而延伸率则在600℃退火时大幅度提高，并在650℃退火时下降。冷轧带材在600℃退火30min后，具有较好的综合力学性能。　　4.热轧板材和冷轧带材经450℃～650℃退火处理(退火时间30min)后，相变行为具有部分相似的变化规律。随退火温度的升高，热轧板材和冷轧带材的相变类型均依次经历了2/2型、2/1型和1/1型相变类型，且M相变峰呈右移趋势，R相变峰呈左移趋势并最终消失。　　5.将热轧板材经不同变形量冷轧，获得不同厚度的冷轧板带，研究了大变形量冷轧过程中的纳米晶形成机制。研究结果表明，NiTi合金冷轧后能够获得大量纳米晶组织，且非晶相总是伴随着纳米晶出现。其纳米晶化机制包括位错细化机制和孪晶细化机制两个方面，而纳米晶界则加剧了位错塞积，促进了非晶化。