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)表征已達到相當(dāng)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(jīng)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(xué)推動；②細觀力學(xué)模型，專注于馬氏體微觀結(jié)構(gòu)或單一
晶粒，然后運用均勻化技術(shù)來預(yù)測塊體材料的響應(yīng)；③原子尺度模型，用
于預(yù)測晶格水平的不穩(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(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，拉壓不對稱和循環(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，
有些使用無窮小運動（小應(yīng)變假設(shè)），有些使用有限運動。但是，在一個
包含多軸應(yīng)力狀態(tài)和加載路徑的較大范圍驗證這些模型的實驗數(shù)據(jù)仍然相
對較少。
改進丁藝，發(fā)展新合金、新結(jié)構(gòu)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(shù)量
隨著工藝的改進，鎳鈦諾形狀記憶合金已實現(xiàn)在大量生產(chǎn)時仍具有很好
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格。目前，土木和汽車工程等
對于用于驅(qū)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(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7%的穩(wěn)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(yōu)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(shù)導(dǎo)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。
