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Ni-Mn-Ga高温形状记忆合金因其优异的热稳定性而备受关注，但该合金的脆性制约了其发展和应用。论文采用稀土Gd掺杂细化Ni-Mn-Ga合金晶粒，提高塑性并改善形状记忆效应。本文采用金相显微分析、扫描电镜观察、示差扫描量热分析、X射线衍射分析、透射电子显微分析和室温压缩试验等方法系统研究了Gd和Ni含量对Ni-Mn-Ga-Gd合金的微观组织结构、马氏体相变、力学行为和形状记忆效应的影响规律及机制。研究发现，Gd和Ni含量对Ni-Mn-Ga合金显微组织有明显影响。当Gd含量不超过0.1at.%时，Ni54Mn25Ga21-xGdx合金显微组织为单相T型马氏体；当Gd含量超过0.1at.%时，出现六方Gd(Ni,Mn)4Ga硬脆相。Ni含量不超过57at.%时，Ni53+yMn25Ga21.9-yGd0.1合金显微组织为单相T型马氏体；Ni含量超过57at.%时，出现面心立方γ相。Gd含量对Ni54Mn25Ga21-xGdx合金的马氏体相变温度影响较小，而Ni含量对Ni53+yMn25Ga21.9-yGd0.1合金马氏体相变温度影响较大，Ni含量增加，相变温度快速升高，Ni含量超过57at.%时，相变温度趋于稳定。Ni54Mn25Ga20.9Gd0.1合金的热稳定性良好，经过2000次热循环后马氏体相变温度无明显变化。Ni54Mn25Ga20.9Gd0.1合金的室温组织为单相T型马氏体，压缩变形过程中发生T→7M转变，压缩变形量增加，7M马氏体增多，T型马氏体减少。压缩变形超过8%时，显微组织只观察到7M马氏体。压缩变形形成的7M马氏体加热逆转变为母相后，再次冷却时仅形成T型马氏体，其形态和亚结构与未变形合金相同。试验结果表明，Gd掺杂细化了Ni-Mn-Ga合金晶粒，提高了塑性。Gd含量增加，Ni54Mn25Ga21-xGdx合金的压缩断裂应变先增大，当Gd含量为0.1at.%时达到最大值24.6%。随着Gd含量进一步增加，由于Gd(Ni,Mn)4Ga硬脆相的出现，压缩断裂应变减小Gd掺杂提高了Ni-Mn-Ga合金的单程形状记忆效应。Ni54Mn25Ga21-xGdx合金的可逆应变随Gd含量的增加而增大，Gd含量0.1at.%时达最大值，Gd含量继续增加导致可逆应变下降。Ni54Mn25Ga20.9Gd0.1合金预压缩10%加热后可完全回复，可逆应变达7.5%。Ni54Mn25Ga21-xGdx合金压缩变形后呈现双程记忆效应，随着Gd含量的增加，双程记忆效应先增大后减小，Gd含量为0.3at.%时达最大值。热机械训练提高了双程记忆效应，Ni54Mn25Ga20.7Gd0.3合金经10次形状记忆循环训练后，双程记忆效应由2.9%提高到3.5%。