近年来,随着各行业对器件小型化与轻量化的苛刻要求,对形状记忆合金(SMAs)的高超弹应力和服役温度提出了新挑战;比如,服役于火星(-190℃至30℃)的空间探测装备,要求SMAs在低温、宽温域具有高超弹应力。然而,现有的SMAs难以满足要求。为此,本文设计并制备了在低温、宽温域呈现高超弹应力的NiTiNbFe与NiTiNb合金,并对其微观组织、相变特征及超弹特性进行研究分析。本文通过真空感应熔炼、锻造、拔丝、退火制备了NiTiNbFe与NiTiNb合金丝。研究发现,NiTiNbFe冷拔丝经380℃退火处理后,平均晶粒尺寸为10 nm,在-60℃到-196℃(温域为136℃)能够实现8%的超弹性,并且在不同温度下拉伸呈现的超弹应力均超过1.5 GPa,是现有文献报道的两倍以上。当拉伸温度低于-160℃时,超弹应力与拉伸温度的关系偏离热力学Clausius-Clapeyron方程。研究还发现,经350℃退火的NiTiNb合金冷拔丝,平均晶粒尺寸为15 nm,超弹温域拓宽至346℃(150℃至-196℃),其超弹应力在0.6 GPa-1.5 GPa范围内,仍高于已有报道。在150℃至-100℃的范围内,其超弹应力与拉伸温度的斜率(3.26MPa/℃)低于二元Ni Ti合金(6 MPa/℃);当拉伸温度低于-100℃时,超弹应力与拉伸温度的关系偏离热力学C-C方程,呈“V”形,其偏离热力学C-C方程的机制有待于进一步探索。