合金冶金和微觀結(jié)構(gòu)表征光學(xué)分析圖像顯微鏡
建模
形狀記憶合金的冶金和微觀結(jié)構(gòu)表征已達(dá)到相當(dāng)成熟的水平，對(duì)于馬
氏體相變的理論認(rèn)識(shí)也有了顯著的進(jìn)展，高保真的SMA建模已經(jīng)開(kāi)展。一般
來(lái)說(shuō)，SMA模型可以分為：①唯象模型，它捕捉實(shí)驗(yàn)觀察和宏觀尺度上的行
為，往往由熱力學(xué)推動(dòng)；②細(xì)觀力學(xué)模型，專(zhuān)注于馬氏體微觀結(jié)構(gòu)或單一
晶粒，然后運(yùn)用均勻化技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)塊體材料的響應(yīng)；③原子尺度模型，用
于預(yù)測(cè)晶格水平的不穩(wěn)定性及解釋為什么一些合金具有SME和SE而其他的合
金沒(méi)有。
眾多的SMA模型已在過(guò)去30年被提出，從簡(jiǎn)單的一維、特殊目的、唯象
模型發(fā)展到更復(fù)雜，考慮馬氏體取向和馬氏體一奧氏體相變，潛熱和速率
的影響，局部化和傳播現(xiàn)象，拉壓不對(duì)稱(chēng)和循環(huán)安定的一維模型。一些唯
象和微觀結(jié)構(gòu)方面的三維模型已經(jīng)被提出，通常是基于經(jīng)典彈塑性方法，
有些使用無(wú)窮小運(yùn)動(dòng)（小應(yīng)變假設(shè)），有些使用有限運(yùn)動(dòng)。但是，在一個(gè)
包含多軸應(yīng)力狀態(tài)和加載路徑的較大范圍驗(yàn)證這些模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然相
對(duì)較少。
改進(jìn)丁藝，發(fā)展新合金、新結(jié)構(gòu)形式方面不斷取得進(jìn)展，在這里，我們
簡(jiǎn)要介紹一些相對(duì)較新的進(jìn)展。
成本與數(shù)量
隨著工藝的改進(jìn)，鎳鈦諾形狀記憶合金已實(shí)現(xiàn)在大量生產(chǎn)時(shí)仍具有很好
的質(zhì)量控制和可重復(fù)性能。特別是鎳鈦諾絲，比大多數(shù)其他形式具有更優(yōu)
良的性能和低廉的價(jià)格。目前，土木和汽車(chē)工程等
對(duì)于用于驅(qū)動(dòng)的SMAs來(lái)說(shuō)，低滯后意味著更快的制動(dòng)和更高的熱效率，
在NiTi合金中添加第三種元素，如lo%原子數(shù)的Cu，可將溫度滯后從80℃降
低至20℃，但NiTiCu的相變應(yīng)變通常減少至約4. 0%（雖然最近在NiTi中加
入25%原子數(shù)Cu的融化編織帶顯示了低滯后和高達(dá)7%的穩(wěn)定超彈性）。這與
對(duì)超彈性滯后回線的影響類(lèi)似，在NiTi合金中加入10%原子的Cu可將200 MP
a的滯后降至約100 MPa。Cu的添加也大大降低了M，溫度對(duì)成分的敏感性。
在不同的材料成分中，Ni40..- Ti4F).。Cuic通常被優(yōu)先選擇，因?yàn)樗o
出了最小的滯后以及超過(guò)10%原子的Cu可引起材料脆化。低滯后是由于特殊
的晶格參數(shù)導(dǎo)致A和一個(gè)M變體(I。CV)近乎完美的原子兼容性，這也使其具
有提高疲勞壽命和SMA制動(dòng)器效率的重要潛力。
