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纳米孪晶金属材料具有高强度、高电导率、良好的塑性和加工硬化能力、优异的抗疲劳以及热稳定性等，引起人们的广泛关注。目前大量实验以及理论研究主要集中于单相金属材料中的纳米孪晶强化，而关于复相合金体系中纳米孪晶强化的研究仍十分有限。如何在复相合金体系中引入纳米孪晶结构，实现纳米孪晶强化与第二相强化的有效叠加，并进一步阐述其对复相合金材料性能的影响等关键性问题尚不清楚。这是本论文研究工作的切入点与着眼点。 本工作研究了具有cube-on-cube位向关系的完全析出态Cu-5wt.％Ag合金在低温高速变形条件下的微观结构，分析了第二相的引入对Cu基体变形孪生的影响。同时，还系统研究了动态塑性变形方法制备的固溶态Cu-5wt.％Ag合金和动态塑性变形方法制备的固溶态沉淀强化奥氏体不锈钢在后续时效退火过程中的微观结构演化和力学、电学性能，重点分析了不连续脱溶合金和连续脱溶合金中纳米孪晶、纳米晶的时效析出行为以及相应的结构-性能关系。并尝试通过动态塑性变形技术结合两步退火热处理工艺制备新型沉淀强化纳米孪晶/再结晶混合结构奥氏体不锈钢。主要研究结果包括: 1.对两种具有不同第二相弥散程度的完全析出态Cu-5wt.％Ag合金进行液氮温度动态塑性变形(LNT-DPD-ε=2.0)处理。与同等变形条件下的纯Cu微观结构相比，完全析出态CuAg合金在LNT-DPD变形条件下发生孪生的区域随着Cu/Ag相界面的增多而逐渐减小。具有cube-on-cube位向关系的Cu/Ag相界面没有明显阻碍孪晶生长，但Cu/Ag相界面处的高密度失配位错使位错滑移主导塑性变形，抑制了变形孪生的发生。 2.利用液氮温度动态塑性变形技术，成功制备了纳米孪晶/纳米晶混合结构固溶态Cu-5wt.％Ag合金，系统研究了不连续脱溶合金中，纳米孪晶、纳米晶的时效析出行为及其对材料力学、电学性能的影响。研究结果如下: (1)通过液氮温度动态塑性变形(LNT-DPD-ε=2.0)技术，成功制备了过饱和纳米孪晶CuAg合金。其微观结构主要由纳米晶(平均短轴尺寸为～33nm)和“镶嵌”于其中的纳米孪晶(孪晶/基体层片平均厚度为～19nm)及少量位错结构组成。纳米晶体积分数约为51％，纳米孪晶体积分数约为30％，动态塑性变形样品的抗拉强度高达～850MPa，电导率为73IACS％。 (2)后续时效退火，第二相优先在纳米晶晶界处形核，并以不连续脱溶方式向周围扩展。纳米晶不连续脱溶过程伴随界面迁移所导致的再结晶。纳米孪晶时效过程中较为稳定，以连续脱溶方式析出第二相且析出速率较慢。由于纳米晶、纳米孪晶时效析出机制和时效析出速率的不同，纳米孪晶/纳米晶混合结构CuAg合金样品在时效初期至峰值时效区间内主要形成纳米孪晶和纳米晶及其析出第二相组成的混合结构;时效中后期形成纳米孪晶/再结晶/第二相混合结构;时效后期则形成再结晶/第二相混合结构。 (3)动态塑性变形样品在时效退火过程中表现出时效硬化现象，且电导率同步提升。经300℃/10min峰时效处理，样品的抗拉强度达～873MPa，电导率为78IACS％，其强度-电导率匹配与形变原位复合强化方法制备的CuAg合金相同。纳米孪晶/第二相复合强化方法为高强高导CuAg合金的制备提供了新途径。 3.通过动态塑性变形技术结合后续时效退火，成功在固溶态Fe-30Ni-15Cr基奥氏体不锈钢中引入了纳米孪晶、位错结构以及弥散析出相。系统研究了连续脱溶合金中，纳米孪晶在时效过程中的析出行为以及纳米孪晶/第二相复合强化对材料力学性能的影响。研究结果如下: (1)通过动态塑性变形技术(DPD-ε=0.8)成功制备了纳米孪晶结构固溶态奥氏体不锈钢，其微观结构主要由纳米孪晶和位错结构组成。纳米孪晶含量约占～51％，平均孪晶/基体层片厚度为～20nm。这种纳米孪晶结构奥氏体不锈钢的拉伸屈服强度高达～1130MPa，但均匀延伸率仅为～1.2％。 (2)后续时效退火处理，纳米孪晶和变形结构发生连续脱溶，析出大量纳米尺度γ'-Ni3(Ti，Al)相。纳米孪晶在时效退火过程中相对稳定，未发生孪晶/基体层片的粗化。第二相择优在孪晶界析出，与孪晶/基体层片保持高度共格关系，并保持孪晶界的结构完整性。对动态塑性变形样品进行700℃/1h峰时效处理，最终获得弥散第二相强化的纳米孪晶/位错结构混合结构奥氏体不锈钢，第二相平均粒径～10nm，孪晶/基体层片平均厚度为～20nm。 (3)动态塑性变形样品经700℃/1h峰时效退火处理后纳米孪晶强化效果保持不变，而时效过程中析出的γ'-Ni3(Ti，Al)相还会带来额外的第二相强化。纳米孪晶强化与第二相强化的叠加作用使700℃/1h峰时效动态塑性变形样品的屈服强度进一步提高至1420MPa。此外，纳米孪晶基体在时效过程中由于位错密度下降而重新具备加工硬化能力，使样品具有～3％的均匀延伸率。 (4)通过塑性变形结合后续时效处理可成功在固溶态连续脱溶合金中引入高密度纳米孪晶及弥散第二相，是实现两种结构复合的有效手段，并带来材料强度的大幅提升。纳米孪晶、第二相复合强化方法为纳米孪晶材料及沉淀强化材料强度的进一步提高提供了新途径。 4.通过动态塑性变形技术结合两步退火热处理工艺，成功制备出具有优异强度-塑性匹配的新型沉淀强化纳米孪晶/再结晶混合结构奥氏体不锈钢。动态塑性变形样品在两步退火过程中的组织结构演化和力学性能如下: (1)通过塑性变形技术(DPD-ε=1.7)，成功制备了纳米孪晶/纳米晶混合结构固溶态奥氏体不锈钢。其微观结构主要由纳米晶(体积含量约为～65％，平均短轴尺寸为～34nm)和“镶嵌”于其中的纳米孪晶(体积含量约为～23％，平均短轴尺寸为～20nm)以及少量的位错结构组成。该样品屈服强度高达～1332MPa，但均匀延伸率仅为～1.4％。 (2)通过对DPD-ε=1.7样品进行840℃～880℃/10min高温退火处理，再结晶优先在纳米晶区域形成，并优先消耗周围的纳米晶粒而长大，纳米孪晶较为稳定，最终形成纳米孪晶/再结晶混合结构。经后续700℃时效退火处理，纳米孪晶/再结晶混合结构基体发生连续脱溶，析出大量纳米尺度γ'-Ni3(Ti，Al)第二相，具有明显的时效硬化。 (3)沉淀强化纳米孪晶/再结晶奥氏体不锈钢具有优异的强度-塑性匹配。DPD-ε=1.7样品经860℃/10min高温退火及700℃/2h时效处理，所获得的新型沉淀强化纳米孪晶/再结晶奥氏体不锈钢的屈服强度高达～1125MPa，均匀延伸率为～12.9％，断裂延伸率为～18.4％。