本文探索了NiTi基及FeNiCo系列负热膨胀合金,研究了合金成分变化及热机械处理工艺对其负热膨胀性能、组织结构、相变特性、以及力学性能的影响规律。相关研究对于丰富和发展负热膨胀合金理论、探索开发新型宽温度范围的负热膨胀金属材料具有一定的意义。研究表明,Ti_46.3Ni_44.7Nb₉合金在室温下进行同一轧制方向,压下量分别为5%、7%、9%的冷轧后,其轧制方向上的热膨胀系数分别为α_-130-130℃=-38.044×10^-6℃^-1、22.921×10^-6℃^-1、-22.684×10^-6℃^-1,而其热轧态合金则随着温度的升高表现出正的热膨胀趋势,其值为7.378×10^-6℃^-1;Ti₄₄Ni₄₇Nb₉合金在液氮和干冰温度下进行同一轧制方向,压下量分别为5%、7%、9%的冷轧后,其轧制方向上的热膨胀系数α_-140-60℃=-15.100×10^-6℃^-1。其原因在于轧制变形后的TiNiNb合金发生了应力诱发马氏体相变,形成了有效的内应力场,控制试样加热冷却时所伴生的B2（?）B19’相变,从而表现出冷胀热缩。对NiTi合金的探索研究表明,Ni_50.6Ti_49.4合金在200MPa外加应力作用下进行350℃,20h的约束时效后,其热膨胀系数α_-50-200℃=7.6×10^-6℃^-1,未得到预期的负热膨胀行为;当外加应力为400MPa时,该合金在宽温度区间内均为正的热膨胀,仅在60-75℃区间内为负的热膨胀。其原因可能是由于在室温下施加应力时,合金发生了应力诱发马氏体相变及马氏体再取向,形成了内应力场,这种内应力场的存在会破坏预期中时效析出Ti₃Ni₄相所带来的有利于实现负膨胀行为的有效内应力场,因此试样中无法形成具有特定取向的R相或B19’相,所以合金不具有负膨胀特性。对FeNiCo系合金的探索表明:Fe_64.8Ni₃₁Co_4.2、Fe_63.5Ni_32.5Co₄、Fe_63.3Ni_32.5Co₄Nb_0.2、Fe_63.8Ni₃₂Co₄Ta_0.2、Fe_63.8Ni₃₂Co₄Zr_0.2等的热膨胀系数约为α_30-100℃=（-0.218--3.506）×10^-6℃^-1。这是因其磁性行为引起的收缩抵消了由于原子热振动加剧而产生正常热膨胀值而表现出负热膨胀性。本研究同时发现冷却速度、碳化物形成元素以及氢原子的存在都会对FeNiCo系合金的热膨胀性能产生影响。