形状记忆合金是一种具有形状记忆效应和超弹性的智能材料,用作驱动元件时,具有响应频率高、可回复应变大等优点。但是在传统的形状记忆合金中,马氏体相变温度较低,难以达到一些高温环境下特殊应用的要求。由此,研究者们开发出了一些具有较高马氏体相变温度的形状记忆合金,即高温形状记忆合金。然而,在已有的高温形状记忆合金中,各自存在着一些主要的问题:一是在较高的温度下,马氏体的热稳定性较差;二是在多晶合金中,由金属间化合物转变而来的马氏体脆性较大,影响到高温形状记忆合金的延展性;三是在一些具有优异综合性能的高温形状记忆合金中,需要用到较多贵金属元素,难以实现大量的工业应用。因此,有必要继续开发新的具有良好的综合性能的高温形状记忆合金。另一方面,有关Co基合金中热弹性马氏体相变的研究报道较少,仍然还有大量的研究空间。据此,在已有的热力学和相图信息和第一性原理计算的基础上,本文以Co-V-X（X:Si,Al）体系为对象,对其合金中马氏体相变的特性和高温形状记忆效应进行实验研究,以此来探究其发展为新的高温形状记忆合金体系的可能性。对完善马氏体相变理论、丰富高温形状记忆合金体系有着一定的理论价值和实际意义。本研究的主要内容如下:（1）运用电子探针和X射线衍射等表征手段,对Co-V-Si三元系中具有L21结构的Heusler相成分范围进行确定,再对其马氏体相变的微观组织、晶体结构、相变特性、力学性能和高温形状记忆效应进行实验研究。本研究中首次得到了成分为Co63.5V17.0Si19.5的DO22单相马氏体合金,相变温度约为700℃左右。同时,该合金体现出良好的强度和塑性,并且能实现最大为3.1%的可回复应变。但是在该合金马氏体的升温过程中,从马氏体转变而来的母相在高温下很快地分解为A12稳定相,从而影响到马氏体合金的热循环稳定性。（2）采用合金化方法,研究Al和Ga元素的添加对Co-V-Si三元系中马氏体相变的影响,并对合金的微观组织、晶体结构、相变特性、力学性能和高温形状记忆效应进行实验研究,着重通过探索合金的热循环稳定性和循环过程中的组织演变,揭示Al和Ga元素的成分变化对其的影响规律。实验在Co64V15Si17Al4和Co64V15Si17Ga4合金中得到了 D022单相马氏体,马氏体相变温度也通过合金化得以下降,因此避免了母相在高温下分解,在室温和800℃之间得到了优异的热循环稳定性和组织稳定性。而随着合金化元素含量Al和Ga的分别增加,合金组织中均出现R相,热循环过程中也有（εCo）相在晶界处析出。此外,合金化过程使得合金的强度和塑性有所下降,高温形状记忆效应略有上升。（3）对于Co64V15Si17Al4和Co64V15Si17Ga4合金,分别采用微量稀土元素Dy、Gd进行改性,对改性后的合金微观组织、相关系、晶体结构、相变特性、力学性能和高温形状记忆效应等进行探索,揭示添加稀土元素对合金的影响规律。实验发现采用0.1at.%Dy、Gd分别改性Co64V15Si17Al4和Co64V15Si17Ga4合金后,微观组织晶粒得到了显著的细化。同时,在不影响马氏体相变稳定性的前提下,合金的马氏体相变温度略微上升。改性后的合金强度和塑性也得到了明显的增强,具有优异的综合性能。（4）对Co-V-Al三元系中以B2结构相为母相的马氏体相变及其微观组织、晶体结构、相变特性、力学性能和高温形状记忆效应进行实验研究,并通过一系列原位热分析方法对部分合金中可能存在的马氏体稳定化现象进行研究,揭示马氏体相变相关特性随合金成分的变化规律。实验结果首次证实了 Co-V-Al合金中存在由B2结构母相到L10结构马氏体的马氏体相变。且随着Al含量的增加,合金的马氏体相变温度降低,合金的力学性能也迅速恶化。另一方面,在Co60V32A18和Co60V30Al10合金中发现了马氏体稳定化现象,由此导致Co60V30Al10)合金得到了由不同温度下的两段马氏体逆相变引起的两段形状记忆效应。