MP159高温合金作为航空涡轮发动机承力螺栓的必选材料,同时提高该合金的强度和塑性是航空领域亟待解决的关键工程问题。为了攻克MP159高温合金“强度-塑性相互掣肘”难题,本文首次提出采用液氮轧制技术对MP159高温合金进行深冷轧制,通过液氮轧制加工引入大量位错、层错以及形变纳米孪晶,从而解决了MP159高温合金的强度-塑性匹配问题,并采用XRD、EBSD以及HRTEM等表征方法探明MP159高温合金深冷变形过程形变纳米孪晶的形成机制,阐明了晶粒尺寸、位错密度和形变纳米孪晶对MP159高温合金室温、高温力学性能以及热腐蚀抗性的影响,主要研究内容如下:（1）采用XRD、EBSD和TEM等表征方法研究了MP159高温合金室温轧制（RTR）和液氮轧制（CR）加工过程的微观组织演变机理。在相同的轧制变形量下,CR试样的晶粒尺寸更小,并且位错密度更高。此外,试样在RTR和CR加工过程中形成了大量形变纳米孪晶以及L-C锁。合金RTR和CR加工过程的强化机制主要与位错强化、细晶强化以及形变纳米孪晶强化有关。通过强化叠加模型,定量分析了位错强化、细晶强化和形变纳米孪晶强化对合金力学性能的贡献。（2）采用EBSD和TEM方法研究了室温轧制48%变形量（RTR48）和液氮轧制48%变形量（CR48）试样的高温力学性能。CR48试样的抗拉强度随着拉伸温度增加和拉伸速率降低而降低,而断裂应变随着拉伸温度上升先降低后增加。对于RTR48试样,抗拉强度随着拉伸温度上升先降低后增加,而断裂应变增加。形变纳米孪晶在高温下依旧能够保持稳定,且提高合金的高温力学性能。（3）采用SEM、EDS、TEM以及第一性原理计算方法研究RTR48和CR48试样的热腐蚀行为及机理。结果发现,RTR48试样在热腐蚀过程主要形成短棒状γ′相,而CR48试样在热腐蚀过程中有大量长棒状γ′相形成。长棒状γ′相内部具有大量堆垛层错以及形变纳米孪晶。堆垛层错和形变纳米孪晶被认为是合金元素的有效扩散通道,特别是有利于Cr元素向外扩散形成Cr2O3氧化膜,从而显著提高了CR48试样的热腐蚀抗性。