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第05章形状记忆合金

人们在研究近等原子比的Ti.Ni合金时发现，原来弯曲的合金丝被拉直后，当温度升高到一

特定值时它又恢复到原来的形状。人们把这种现象称为形状记忆效应（ShapeMemoryEffect,

SME）,（ShapeMemoryAlloy,SMA）

把具有形状记忆效应的合金称为形状记忆合金

0

1932Au-Cd（

形状记忆现象的发现最早可追溯到年，人们在研究镉，音格）合金时，第

一次观察到马氏体能够随着温度的变化而连续地缩小和长大；到了20世纪50年代初，美国人

分别在Au.Cd和In.Tl（铭，音它）合金中观察到了形状记忆效应，但形状记忆效应一直没有获

得实际应用。直到1963年，布赫列（WJ.Buehev）等人发现近等原子比的Ti-Ni合金具有良好的

形状记忆效应以后，TiNi合金才作为实用的形状记忆合金进入了市场。

5.1形状记忆效应及其原理

5.1.1两个术语——热弹性马氏体和应力弹性马氏体

1.热弹性马氏体（M—Ms——A.——A）

f

热弹性马氏体是一种能够进行可逆转变的马氏体。也就是说，冷却时，高温相（母相）发

生马氏体转变，形成马氏体；加热时，马氏体不会像钢铁中的马氏体那样发生分解，而是直接转

变为高温相（母相）。它的另一个特点是，在冷却或加热过程中，马氏体会随着温度的变化而连

续地长大或收缩，母相与马氏体的相界而可进行弹性式的推移。也就是说，马氏体片能随温度

下降逐渐长大；温度回升时，马氏体片又能随温度上升而逐渐缩小，通常把这种马氏体就叫做

热弹性马氏体。

大部分形状记忆合金的形状记忆机理与愁理性旦氐遂的可逆相变密切相关。通常把高温相

向马氏体转变的开始和终了温度分别称为Ms和M；把马氏体向高温相逆转变的开始和终了温

f

度分别称为A和A”（As一般总是高于A.通常才巴ArMs称为相变温度滞后,热弹性马氏体一

般是相变温度滞后较小的马氏体，一般仅十几摄氏度至几十摄氏度。）

2.应力弹性马氏体

在Ms以上某一温度，一般不能发生马氏体转变。但如果对合金施加外力，往往就能引起马

氏体转变,这样形成的马氏体叫应力诱发马氏体。有些应力诱发马氏体也属弹性马氏体,即应力

增加时马氏体片长大，应力减小时马氏体片缩小，应力消除后马氏体消失，一般把这种马氏体

叫做应力弹性马氏体o

5.1.2形状记忆效应

形状记忆效应主要有三种表现形式（教材49页图5-5）

o

作相

冷却

马氏体

I变形

马氏体

,也热Ig却.

加热V1加格

KJKJKJKJ

毋相

(•).(b)(c)