Fe-Mn-Al-Ni基形状记忆合金,具有优异的加工性能、较高的强度、良好的超弹性和成本较低等优点,近年来受到人们的广泛关注,是一种极具发展潜力的新型Fe基记忆合金。为进一步提高其应变特性,本文通过在该体系中添加微量Nb和C元素,制备出新型的Fe-Mn-Al-Ni形状记忆合金。系统研究了铸态合金在热处理过程中的组织演变,对比分析了一步时效与两步时效的铸态及热轧态合金的形状记忆效应、超弹性及耐腐蚀性的差别。合金的铸态组织为α+γ双相组织。热膨胀实验表明,加热至600°C～650°C,在α相中析出了β-Mn相;800°C～950°C,在γ相内部产生了bct结构的马氏体相;1200°C后,转变为α单相组织。TEM观察发现在200°C时效后析出了Ni Al相,随着时效时间的延长,Ni Al相不断长大且分布更均匀。时效6 h后,第二相粒子尺寸从0.5 h的9 nm长大至32 nm左右。经过800°C+200°C的两步时效后,基体中析出了Nb C粒子,并且与Ni Al相存在伴生关系。时效处理后,合金的形状记忆效应与超弹性明显提升,铸态合金恢复率从20%提升至45%;热轧态合金从21%提升至50%;两步时效后,又分别提升至51%和60%。在拉伸实验中,外加应变为4%时,一步时效的铸态和热轧态合金最大超弹性分别为1.12%和1.15%;两步时效后分别提升至1.22%和1.25%。压缩实验中,外加应变为4%时,经过两步时效后,铸态合金超弹性从1.25%提升至1.39%;热轧态合金则从1.36%提升至1.47%。拉伸与压缩实验中超弹性的差异与变形过程中产生的马氏体变体数量不同有关。通过原子力显微镜及原位扫描电镜观察到变形后的试样在100°C～400°C的加热过程中应力诱发γ’马氏体数量不断减少,说明发生了γ’→α相变。极化曲线及电化学阻抗谱结果表明,一步时效可以提升铸态和热轧态合金的耐腐蚀性;两步时效后,由于Nb C粒子析出,基体中C元素含量下降,粒子周围基体成分不均匀;并且,Nb C粒子与基体存在电位差,此类粒子的电位通常要高于基体,因此,在腐蚀过程中,粒子附近的基体优先被溶解,宏观即表现为材料的耐腐蚀性能有一定程度的下降。