Fe-Ni因瓦合金由法国物理学家纪尧姆于1896年首次发现并荣获诺贝尔物理学奖;因其在一定温度范围内呈现较低的膨胀系数的特性（因瓦效应）,而被广泛应用于航空航天等领域的精密仪器制造。然而,关于因瓦合金的低膨胀机理,百年来一直仍存在争议。本文研究了Fe-Ni合金低膨胀系数的影响因素,并对其因瓦效应的机理进行探究。本文以标准因瓦合金4J36(Fe₆₄Ni₃₆,at%)与超因瓦合金4J29(Fe₅₄Ni₂₉Co₁₇,at%)的研究为基础,并设计出17种不同Ni含量的FeNi合金,通过真空感应熔炼、锻造、拔丝及退火等制备出Fe-Ni合金丝材,并利用拉伸、三维原子探针、扫描电镜、透射电镜及热膨胀仪等实验方法,探究因瓦效应的影响因素。我们采用三维原子探针在国际上首次发现,Fe₆₄Ni₃₆（at%）合金存在纳米尺度（10-15nm）的化学成分起伏;采用扫描电镜观察发现,经塑性变形后的4J36合金样品（室温抛光）表面出现滑移带异常弯折现象。采用热膨胀测试发现,随Ni含量降低,FeNi合金在降温过程中发生马氏体相变,当Ni含量降至30%（原子百分数）时,Fe₇₀Ni₃₀（at%）在降温致马氏体相变起始温度（Ms）之前,呈现膨胀系数异常（因瓦效应）;在不同温度（室温以下）的拉伸实验结果表明,随拉伸温度下降,典型FeNi因瓦合金（4J29、4J36、4J42、4J50）样品的屈服强度升高,呈现屈服强度与温度之间的异常关系。研究还发现,热处理温度、时间及塑性变形对因瓦效应的影响甚微。根据上述结果,我们猜测,FeNi合金的因瓦效应可能源于其内部存在的纳米尺度（10-15nm）化学成分起伏（Ni元素分布不均匀）。此化学成分起伏导致合金中存在较低、高马氏体相变开始温度Ms（受控于化学成分）的纳米尺度两区域,在降温过程中,当温度低于Ms后,纳米尺度的高相变温度（低Ni）区试图发生马氏体相变（体积膨胀）,但受到周围低相变温度（高Ni）区约束;在降温过程中,其虽不能发生马氏体相变,但会发生一定程度的体积膨胀,抵消原降温过程中的体积收缩,从而呈现较低膨胀系数（因瓦效应）。