合金冶金和微觀結構表征光學分析圖像顯微鏡
建模
形狀記憶合金的冶金和微觀結構表征已達到相當成熟的水平，對于馬
氏體相變的理論認識也有了顯著的進展，高保真的SMA建模已經開展。一般
來說，SMA模型可以分為：①唯象模型，它捕捉實驗觀察和宏觀尺度上的行
為，往往由熱力學推動；②細觀力學模型，專注于馬氏體微觀結構或單一
晶粒，然后運用均勻化技術來預測塊體材料的響應；③原子尺度模型，用
于預測晶格水平的不穩定性及解釋為什么一些合金具有SME和SE而其他的合
金沒有。
眾多的SMA模型已在過去30年被提出，從簡單的一維、特殊目的、唯象
模型發展到更復雜，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，局部化和傳播現象，拉壓不對稱和循環安定的一維模型。一些唯
象和微觀結構方面的三維模型已經被提出，通常是基于經典彈塑性方法，
有些使用無窮小運動（小應變假設），有些使用有限運動。但是，在一個
包含多軸應力狀態和加載路徑的較大范圍驗證這些模型的實驗數據仍然相
對較少。
改進丁藝，發展新合金、新結構形式方面不斷取得進展，在這里，我們
簡要介紹一些相對較新的進展。
成本與數量
隨著工藝的改進，鎳鈦諾形狀記憶合金已實現在大量生產時仍具有很好
的質量控制和可重復性能。特別是鎳鈦諾絲，比大多數其他形式具有更優
良的性能和低廉的價格。目前，土木和汽車工程等
對于用于驅動的SMAs來說，低滯后意味著更快的制動和更高的熱效率，
在NiTi合金中添加第三種元素，如lo%原子數的Cu，可將溫度滯后從80℃降
低至20℃，但NiTiCu的相變應變通常減少至約4. 0%（雖然最近在NiTi中加
入25%原子數Cu的融化編織帶顯示了低滯后和高達7%的穩定超彈性）。這與
對超彈性滯后回線的影響類似，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，溫度對成分的敏感性。
在不同的材料成分中，Ni40..- Ti4F).。Cuic通常被優先選擇，因為它給
出了最小的滯后以及超過10%原子的Cu可引起材料脆化。低滯后是由于特殊
的晶格參數導致A和一個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制動器效率的重要潛力。
