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形状记忆合金一、形状记忆效应
二、形状记忆效应的机理(Mechanism)
三、相变超弹性(Pseudoelasticity)
四、形状记忆合金材料(SMAMaterials)
五、形状记忆合金的应用(Applications)
六、材料学方面的问题(Problems)形状记忆效应:
1961年美国海军军械实验室首先研究了Ni-Ti合金的形状记忆效应。
在一次试验中他们将试验用弯曲的镍-钛合金丝拉直后升温试验时，发现已经被拉直的镍-钛合金丝突然又全部恢复到原来弯曲的形状,而且和原来一模一样,具有良好的形状记忆效应。☞合金的这种记忆效应是由合金的“相变化”来实现的，随着温度的改变，合金的结构从一相转变到另一相。
☞记忆合金的开发迄今不过20余年，但由于其在各领域的特效应用，正广为世人所瞩目，被誉为"神奇的功能材料"。形状记忆效应形状记忆效应
（2）双程记忆效应（3）全程记忆效应三种记忆效应如下图所示。钢淬火变硬的现象马氏体相变平面示意图马氏体相变的基本特征临界转变温度马氏体相变的一些临界温度☞一般材料的相变温度滞后（As-Ms）非常大，例如Fe-Ni合金约400℃。各个马氏体片几乎在瞬间就达到最终尺寸，一般不会随温度降低而再长大。
☞在记忆合金中，相变滞后程度小，例如Au-47.5%Cd（原子分数）合金的相变滞后仅为15℃。冷却过程中形成的马氏体会随着温度变化而继续长大或收缩，母相与马氏体相的界面随之进行弹性式的推移。形状记忆效应与其组织变化有关，这种组织变化就是马氏体相变。形状记忆合金应具备以下三个条件：由母相中形成马氏体时，产生一定的应变。显然，不同取向的马氏体变体的应变在母相中的方向是不同的。
当某一变体在母相中形成时，产生某一方向的应变场，随变体的长大，应变能不断增加，变体的长大越来越困难。为降低应变能，在已形成的变体周围会形成新的变体，新变体的应变方向与已形成的变体的应变场互相抵消或部分抵消。有均匀体积变化，无明显形状改变。对组织为自适应马氏体的样品施加外力时，在较小的应力作用下，马氏体变体以其应变方向与外加应力相适应而再取向。
即变体的应变方向与外加应力方向最接近的变体通过吞并其它应变方向与外加应力不相适应的变体而长大，直至整个样品内的各个不同取向的变体最终转变成一个变体。样品显示出宏观形状的变化。卸去应力后，变形保持下来。只有将其加热到Af以上，由于热弹性马氏体在晶体学上可逆性，也就是在相变中形成的各个马氏体变体和母相的特定位向的点阵存在严格的对应关系，因此逆相变时，只能回到原有的母相状态，这样也就回复到原状。这就是形状记忆的基本原理。由上述讨论可知，具有形状记忆效应的合金应具备如下条件：
①马氏体相变是热弹性的；但只是必要条件
②马氏体点阵的不变切变为孪变，亚结构为孪晶或位错；
⑦母相和马氏体均为有序点阵结构；
④相变时在晶体学上具有完全可逆性。☞必须指出的是：近来开发的铁系等少量合金通过非热弹性马氏体相变也可显示形状记忆效应，因此热弹性马氏体并不是具有形状记忆效应的必要条件。
☞近年来，在陶瓷材料、高分子材料也发现了记忆效应。三、相变超弹性☞应力诱发马氏体相变的合金的马氏体数量为外加应力的函数，即当施加的外应力增加时，母相转变成马氏体相的数量增加，当应力减少时则进行逆相变使母相增多。形状记忆过程四、形状记忆合金材料1、Ni-Ti形状记忆合金用极薄的记忆合金材料先在正常情况下按预定要求做好，然后降低温度把它压成一团，装进登月舱带上天去。放到舱面上以后，在阳光照射下温度升高，当达到转变温度时，天线又“记”起了自己的本来面貌，变成一个巨大的半球形。注意：实用成分的TiNi合金在固溶处理后，如果随后的冷却不够快(如炉冷)，就会产生Ti2Ni和Ni3Ti这三个金属间化合物，由于这两种相不具有可逆性，因而破坏了形状记忆效果。需要尽量避免该类相的产生。☞表征材料记忆性能的主要参数：包括记忆合金随温度变化所表现出的形状回复程度，回复应力，使用中的疲劳寿命，也就是经历一定热循环或应力循环后记忆特性的衰减情况。此外，相变温度及正、逆相变的温度滞后更是关键参数。
☞影响记忆特性主要参数的因素有：合金的成分、成材工艺、热处理(包括冷、热加工)条件及其使用情况等。1)成分：是最敏感因素之一：Ni含量每增加0.1％，相变温度降低10℃。
2)第三元素:Fe、Co可降低Ms；Cu置换Ni可减少相变滞后，节约合金成本；Nb使相变滞后明显增加；开发的宽滞后记忆合金。
3)杂质元素:碳、氢、氧等降低Ms。
4)时效温度、时效时间明显影响相变温度。(3)合金制备五、形状记忆合金的应用(Applications)1.工业上的应用
⑴连接件：用作连接件，是形状记忆合金用量最大的一项用途。连接方法是预先将管接头内径做成比待接管外径小4%，在Ms以下马氏体