馬氏體相變及形狀記憶合金

1、內(nèi)容內(nèi)容 馬氏體相變馬氏體相變 共析轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變 形狀記憶合金及其應(yīng)用形狀記憶合金及其應(yīng)用 固態(tài)相變的分類(lèi)固態(tài)相變的分類(lèi) 固固 態(tài)態(tài) 相相 變變 按熱力學(xué)按熱力學(xué):一級(jí)、二級(jí)相變一級(jí)、二級(jí)相變 按平衡狀態(tài)按平衡狀態(tài) 按原子遷移按原子遷移:擴(kuò)散、非擴(kuò)散型相變擴(kuò)散、非擴(kuò)散型相變 按相變方式按相變方式:有核、無(wú)核相變有核、無(wú)核相變 偽共析相變偽共析相變 貝氏體相變貝氏體相變 馬氏體相變馬氏體相變 非平衡脫溶沉淀非平衡脫溶沉淀 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 平衡脫溶沉淀平衡脫溶沉淀 共析相變共析相變 調(diào)幅分解調(diào)幅分解 有序化轉(zhuǎn)變有序化轉(zhuǎn)變 平衡相變平衡相變 非平衡相變非平衡相變 4.1 馬氏體相變馬氏體相

2、變 4.1.1 擴(kuò)散與相變擴(kuò)散與相變 相變方式相變方式 有核相變有核相變: :通過(guò)形核通過(guò)形核 長(zhǎng)大方式進(jìn)行長(zhǎng)大方式進(jìn)行, ,新相與母相有界面新相與母相有界面, , 如奧氏體如奧氏體珠光體的轉(zhuǎn)變。珠光體的轉(zhuǎn)變。 無(wú)核相變無(wú)核相變: :以固溶體中的成分起伏為開(kāi)端以固溶體中的成分起伏為開(kāi)端, ,通過(guò)成分起伏形通過(guò)成分起伏形 成高濃度區(qū)和低濃度區(qū)成高濃度區(qū)和低濃度區(qū), ,但是兩者無(wú)明顯的界面（如調(diào)幅但是兩者無(wú)明顯的界面（如調(diào)幅 分解）。分解）。 從原子遷移情況從原子遷移情況 擴(kuò)散型相變擴(kuò)散型相變: :相變過(guò)程中伴隨有元素的擴(kuò)散相變過(guò)程中伴隨有元素的擴(kuò)散, ,組成原組成原 子在較大范圍遷移子在較大范圍

3、遷移, ,相變速率較慢。如奧氏體向珠光體的相變速率較慢。如奧氏體向珠光體的 轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。 無(wú)擴(kuò)散型相變無(wú)擴(kuò)散型相變: :以晶格畸變?yōu)橹鞯奈灰菩蜔o(wú)擴(kuò)散相變以晶格畸變?yōu)橹鞯奈灰菩蜔o(wú)擴(kuò)散相變, , 如馬氏體相變。如馬氏體相變。 鋼鋼:含碳量小于含碳量小于2并含有某些其他元素的鐵碳并含有某些其他元素的鐵碳合合 金金。 合金合金:指由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬指由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬 經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法組合而成并具有金屬特經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法組合而成并具有金屬特 性的物質(zhì)。組成合金的基本的獨(dú)立的物質(zhì)稱(chēng)為性的物質(zhì)。組成合金的基本的獨(dú)立的物質(zhì)稱(chēng)為組組 元元。組元可以是金屬和非金屬

4、元素。組元可以是金屬和非金屬元素,也可以是化合也可以是化合 物。固態(tài)下所形成的合金相基本上可分為物。固態(tài)下所形成的合金相基本上可分為固溶體固溶體 和和中間相中間相兩大類(lèi)兩大類(lèi) 。 固溶體固溶體:是以某一組元為溶劑是以某一組元為溶劑,在其晶體點(diǎn)陣中溶在其晶體點(diǎn)陣中溶 人其他組元原子（溶質(zhì)原子）所形成的均勻混合人其他組元原子（溶質(zhì)原子）所形成的均勻混合 的固態(tài)溶體的固態(tài)溶體,它保持著溶劑的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型。分為它保持著溶劑的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型。分為 置換固溶體置換固溶體和和間隙固溶體間隙固溶體兩種。兩種。 鐵的兩種晶體結(jié)構(gòu)鐵的兩種晶體結(jié)構(gòu): 體心立方結(jié)構(gòu)體心立方結(jié)構(gòu)（存在于兩個(gè)溫度范圍內(nèi)（存在于兩個(gè)溫度范圍

5、內(nèi),912以上以上 稱(chēng)稱(chēng)鐵鐵,1394以上稱(chēng)以上稱(chēng)鐵）鐵）; 面心立方結(jié)構(gòu)面心立方結(jié)構(gòu)（存在于（存在于9121394之間之間,稱(chēng)稱(chēng)鐵）鐵） 碳在鋼中的兩種主要存在形式碳在鋼中的兩種主要存在形式: 溶入鐵中與鐵形成固溶體溶入鐵中與鐵形成固溶體; 另一是與鐵形成鐵碳化合物另一是與鐵形成鐵碳化合物,稱(chēng)滲碳體（稱(chēng)滲碳體（Fe3C）。）。 碳溶于碳溶于鐵中形成的固溶體稱(chēng)鐵中形成的固溶體稱(chēng)鐵素體鐵素體;溶于溶于鐵中形鐵中形 成的固溶體稱(chēng)成的固溶體稱(chēng)奧氏體奧氏體,其最大溶解度為其最大溶解度為2.11。 共析碳鋼共析碳鋼C曲線圖曲線圖 過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線(C曲線曲線) 珠光體轉(zhuǎn)變珠光

6、體轉(zhuǎn)變 貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變 馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變 共析轉(zhuǎn)變（珠光體轉(zhuǎn)變）共析轉(zhuǎn)變（珠光體轉(zhuǎn)變） 從固溶體母相中以相互協(xié)作的方式生長(zhǎng)為結(jié)構(gòu)、從固溶體母相中以相互協(xié)作的方式生長(zhǎng)為結(jié)構(gòu)、 成分均不同于母相的兩個(gè)新固相。成分均不同于母相的兩個(gè)新固相。 形成鐵素體、滲碳體交替分布的片層狀共析組織形成鐵素體、滲碳體交替分布的片層狀共析組織, 由于其經(jīng)拋光、侵蝕后在光學(xué)顯微鏡下的形態(tài)而由于其經(jīng)拋光、侵蝕后在光學(xué)顯微鏡下的形態(tài)而 得名得名珠光體珠光體。 片狀珠光體的片層間距和珠光體團(tuán)示意圖片狀珠光體的片層間距和珠光體團(tuán)示意圖 珠光體轉(zhuǎn)變示意圖珠光體轉(zhuǎn)變示意圖 馬氏體轉(zhuǎn)變的發(fā)展過(guò)程馬氏體轉(zhuǎn)變的發(fā)展過(guò)程 早在戰(zhàn)

7、國(guó)時(shí)代人們已經(jīng)知道可以用淬火早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代人們已經(jīng)知道可以用淬火(即將即將 鋼加熱到高溫后淬入水或油中急冷鋼加熱到高溫后淬入水或油中急冷) 的方法可以提的方法可以提 高鋼的硬度高鋼的硬度,經(jīng)過(guò)淬火的鋼制寶劍可以經(jīng)過(guò)淬火的鋼制寶劍可以“削鐵如泥削鐵如泥”。 十九世紀(jì)未期十九世紀(jì)未期,人們才知道鋼在人們才知道鋼在“加熱和冷卻加熱和冷卻” 過(guò)過(guò) 程中內(nèi)部相組成發(fā)生了變化程中內(nèi)部相組成發(fā)生了變化,從而引起了鋼的性能的從而引起了鋼的性能的 變化。為了紀(jì)念在這一發(fā)展過(guò)程中做出杰出貢獻(xiàn)的變化。為了紀(jì)念在這一發(fā)展過(guò)程中做出杰出貢獻(xiàn)的 德國(guó)冶金學(xué)家德國(guó)冶金學(xué)家Adolph Martens,法國(guó)著名的冶金學(xué)法國(guó)著名

8、的冶金學(xué) 家家Osmond建議將鋼經(jīng)淬火所得建議將鋼經(jīng)淬火所得高硬度相高硬度相稱(chēng)為稱(chēng)為“馬氏馬氏 體體”,并因此將得到馬氏體相的轉(zhuǎn)變過(guò)程稱(chēng)為并因此將得到馬氏體相的轉(zhuǎn)變過(guò)程稱(chēng)為馬氏體馬氏體 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變。 Martensite M馬氏體馬氏體 十九世紀(jì)未到二十世紀(jì)初主要局限于研究鋼中的馬十九世紀(jì)未到二十世紀(jì)初主要局限于研究鋼中的馬 氏體轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變所得產(chǎn)物氏體轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變所得產(chǎn)物馬氏體馬氏體。 二十世紀(jì)三十年代二十世紀(jì)三十年代,人們用人們用X射線結(jié)構(gòu)分析的方法測(cè)射線結(jié)構(gòu)分析的方法測(cè) 得得鋼中馬氏體是碳溶于鋼中馬氏體是碳溶于-Fe而形成的過(guò)飽和固溶體而形成的過(guò)飽和固溶體,馬氏馬氏 體中的固溶碳即原奧氏體中

9、的固溶碳體中的固溶碳即原奧氏體中的固溶碳,因此因此,曾一度認(rèn)為曾一度認(rèn)為 “所謂馬氏體即碳在所謂馬氏體即碳在-Fe中的過(guò)飽和固溶中的過(guò)飽和固溶”。 曾經(jīng)有人認(rèn)為曾經(jīng)有人認(rèn)為“馬氏體轉(zhuǎn)變與其它轉(zhuǎn)變不同馬氏體轉(zhuǎn)變與其它轉(zhuǎn)變不同,是一個(gè)由是一個(gè)由 快冷造成的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)所引起的切變過(guò)程快冷造成的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)所引起的切變過(guò)程” 。 四十年代前后四十年代前后,在在Fe-Ni、Fe-Mn合金以及許多有色金合金以及許多有色金 屬及合金中也發(fā)現(xiàn)了馬氏體轉(zhuǎn)變。不僅觀察到冷卻過(guò)程屬及合金中也發(fā)現(xiàn)了馬氏體轉(zhuǎn)變。不僅觀察到冷卻過(guò)程 中發(fā)生的馬氏體轉(zhuǎn)變中發(fā)生的馬氏體轉(zhuǎn)變;同時(shí)也觀察到了在加熱過(guò)程中所發(fā)同時(shí)也觀察到了在加熱過(guò)程中

10、所發(fā) 生的馬氏體轉(zhuǎn)變。由于這一新的發(fā)現(xiàn)生的馬氏體轉(zhuǎn)變。由于這一新的發(fā)現(xiàn),人們不得不把馬氏人們不得不把馬氏 體的定義修定為體的定義修定為:“ 在冷卻過(guò)程中所發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變所得在冷卻過(guò)程中所發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變所得 產(chǎn)物統(tǒng)稱(chēng)為馬氏體產(chǎn)物統(tǒng)稱(chēng)為馬氏體 ”。把以晶格畸變?yōu)橹鞯奈灰菩蜔o(wú)擴(kuò)。把以晶格畸變?yōu)橹鞯奈灰菩蜔o(wú)擴(kuò) 散相變統(tǒng)稱(chēng)為馬氏體相變。散相變統(tǒng)稱(chēng)為馬氏體相變。 馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特性馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特性 （一）馬氏體轉(zhuǎn)變的非恒溫性（一）馬氏體轉(zhuǎn)變的非恒溫性 馬氏體轉(zhuǎn)變有一上限溫度馬氏體轉(zhuǎn)變有一上限溫度,這一溫度稱(chēng)為馬氏體轉(zhuǎn)這一溫度稱(chēng)為馬氏體轉(zhuǎn) 變的開(kāi)始溫度變的開(kāi)始溫度,也稱(chēng)為馬氏體點(diǎn)也稱(chēng)為馬氏體點(diǎn),Ms表

11、示。表示。不同的材料不同的材料 Ms是不同的。是不同的。 馬氏體轉(zhuǎn)變還有一個(gè)下限溫度馬氏體轉(zhuǎn)變還有一個(gè)下限溫度,用用Mf,當(dāng)奧氏體過(guò)冷當(dāng)奧氏體過(guò)冷 到到Mf以下時(shí)轉(zhuǎn)變也不能再進(jìn)行了。以下時(shí)轉(zhuǎn)變也不能再進(jìn)行了。稱(chēng)為馬氏體轉(zhuǎn)變的稱(chēng)為馬氏體轉(zhuǎn)變的 下限溫度或馬氏體終了點(diǎn)。也就是說(shuō)馬氏體轉(zhuǎn)變是在下限溫度或馬氏體終了點(diǎn)。也就是說(shuō)馬氏體轉(zhuǎn)變是在 MsMf之間進(jìn)行的。之間進(jìn)行的。 一般鋼材的一般鋼材的Mf都低于室溫都低于室溫,在生產(chǎn)中為了獲得更多在生產(chǎn)中為了獲得更多 的馬氏體的馬氏體,常采用深冷到室溫以下的處理工藝常采用深冷到室溫以下的處理工藝,這種工藝這種工藝 方法稱(chēng)為方法稱(chēng)為冷處理冷處理。 （二）馬氏體

12、轉(zhuǎn)變的切變共格和表面浮凸現(xiàn)象（二）馬氏體轉(zhuǎn)變的切變共格和表面浮凸現(xiàn)象 馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)能在預(yù)先磨光的試樣表面上形成有馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)能在預(yù)先磨光的試樣表面上形成有 規(guī)則的表面浮凸。這說(shuō)明馬氏體的形成與母相奧氏體規(guī)則的表面浮凸。這說(shuō)明馬氏體的形成與母相奧氏體 的宏觀切變密切相關(guān)。的宏觀切變密切相關(guān)。 下圖是三種不變平面應(yīng)變下圖是三種不變平面應(yīng)變,圖中的圖中的C既有膨脹又既有膨脹又 有切變有切變,鋼中馬氏體轉(zhuǎn)變即屬于這一種。鋼中馬氏體轉(zhuǎn)變即屬于這一種。 顯然顯然,界面上的原子排列規(guī)律既同于馬氏體界面上的原子排列規(guī)律既同于馬氏體,也同也同 于奧氏體于奧氏體,這種界面稱(chēng)為共格界面。這種界面稱(chēng)為共格界面。 （三

13、）馬氏體轉(zhuǎn)變的無(wú)擴(kuò)散性（三）馬氏體轉(zhuǎn)變的無(wú)擴(kuò)散性 馬氏體轉(zhuǎn)變只有點(diǎn)陣改組而無(wú)成份變化馬氏體轉(zhuǎn)變只有點(diǎn)陣改組而無(wú)成份變化,轉(zhuǎn)變時(shí)原子轉(zhuǎn)變時(shí)原子 做有規(guī)律的整體遷移做有規(guī)律的整體遷移,每個(gè)原子移動(dòng)的距離不超過(guò)一個(gè)原每個(gè)原子移動(dòng)的距離不超過(guò)一個(gè)原 子間距子間距,且原子之間的相對(duì)位置不發(fā)生變化。且原子之間的相對(duì)位置不發(fā)生變化。 1、一些具有有序結(jié)構(gòu)的合金發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變后有序、一些具有有序結(jié)構(gòu)的合金發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變后有序 結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化; 2、Fe-C合金奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變后合金奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變后,C原子的間隙原子的間隙 位置保持不變位置保持不變; 3、馬氏體轉(zhuǎn)變可以在相當(dāng)?shù)偷臏囟确秶鷥?nèi)進(jìn)

14、行、馬氏體轉(zhuǎn)變可以在相當(dāng)?shù)偷臏囟确秶鷥?nèi)進(jìn)行,且且 轉(zhuǎn)變速度極快。例如轉(zhuǎn)變速度極快。例如:Fe-C、Fe-Ni合金合金,在在-20-196之之 間一片馬氏體形成的時(shí)間約間一片馬氏體形成的時(shí)間約510-5510-7 秒。秒。 （四）馬氏體轉(zhuǎn)變的位向關(guān)系及慣習(xí)面（四）馬氏體轉(zhuǎn)變的位向關(guān)系及慣習(xí)面 奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí),新舊兩相之間保持著嚴(yán)格新舊兩相之間保持著嚴(yán)格 的的晶體學(xué)位向關(guān)系晶體學(xué)位向關(guān)系,馬氏體的不變平面被稱(chēng)為馬氏體的馬氏體的不變平面被稱(chēng)為馬氏體的 慣習(xí)面慣習(xí)面,以平行于此面的母相的晶面指數(shù)表示。以平行于此面的母相的晶面指數(shù)表示。 （五）馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性（五）馬氏體轉(zhuǎn)變

15、的可逆性 冷卻時(shí)高溫相可以轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體冷卻時(shí)高溫相可以轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,加熱時(shí)馬氏體可加熱時(shí)馬氏體可 以逆轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷叵嘁阅孓D(zhuǎn)變?yōu)楦邷叵?而且轉(zhuǎn)變都是以馬氏體轉(zhuǎn)變方式進(jìn)而且轉(zhuǎn)變都是以馬氏體轉(zhuǎn)變方式進(jìn) 行的。與行的。與 MsMf 相對(duì)應(yīng)相對(duì)應(yīng),逆轉(zhuǎn)變有逆轉(zhuǎn)變有AsAf 分別表示分別表示 逆轉(zhuǎn)變的開(kāi)始和終了溫度。逆轉(zhuǎn)變的開(kāi)始和終了溫度。 馬氏體轉(zhuǎn)變的切變模型馬氏體轉(zhuǎn)變的切變模型 M轉(zhuǎn)變的無(wú)擴(kuò)散性及在低溫下仍以很高的速度進(jìn)轉(zhuǎn)變的無(wú)擴(kuò)散性及在低溫下仍以很高的速度進(jìn) 行等事實(shí)行等事實(shí),都說(shuō)明在相變過(guò)程中點(diǎn)陣的重組是由原子都說(shuō)明在相變過(guò)程中點(diǎn)陣的重組是由原子 集體的、有規(guī)律的、近程遷動(dòng)完成的集體的、有規(guī)律的、近

16、程遷動(dòng)完成的,而無(wú)成份變化。而無(wú)成份變化。 因此因此,可以把可以把M轉(zhuǎn)變看作為晶體由一種結(jié)構(gòu)通過(guò)切變轉(zhuǎn)變看作為晶體由一種結(jié)構(gòu)通過(guò)切變 轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)過(guò)程。轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)過(guò)程。 自從自從1942年以來(lái)年以來(lái),由由Bain開(kāi)始開(kāi)始,人們便根據(jù)人們便根據(jù)M相變相變 的特征的特征,設(shè)想了各種相變機(jī)制。因?yàn)橄嘧儠r(shí)母相發(fā)生設(shè)想了各種相變機(jī)制。因?yàn)橄嘧儠r(shí)母相發(fā)生 明顯的切變明顯的切變,所以早期提出的機(jī)制常常是從簡(jiǎn)單的切所以早期提出的機(jī)制常常是從簡(jiǎn)單的切 變過(guò)程推導(dǎo)出來(lái)的變過(guò)程推導(dǎo)出來(lái)的,企圖通過(guò)簡(jiǎn)單的切變便可以得到企圖通過(guò)簡(jiǎn)單的切變便可以得到 與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符合的與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符合的M。 1、貝茵（、貝茵（

17、Bain）模型）模型 早在早在1942年年Bain就注意到可以把面心立方點(diǎn)陣看成就注意到可以把面心立方點(diǎn)陣看成 是軸比為是軸比為c/a=1.41(即即21/2:1)的體心正方點(diǎn)陣。同樣的體心正方點(diǎn)陣。同樣,也可也可 以把穩(wěn)定的體心立方的鐵素體看成是體心正方點(diǎn)陣以把穩(wěn)定的體心立方的鐵素體看成是體心正方點(diǎn)陣,其軸其軸 比等于比等于1。 Bain模型給出模型給出 了點(diǎn)陣變化的清了點(diǎn)陣變化的清 淅的模型淅的模型,但不能但不能 解釋宏觀切變和解釋宏觀切變和 慣習(xí)面的存在慣習(xí)面的存在,也也 不能解釋不能解釋M內(nèi)部?jī)?nèi)部 的亞結(jié)構(gòu)。的亞結(jié)構(gòu)。 2、KS切變模型切變模型 庫(kù)爾久莫夫和薩克斯測(cè)出含庫(kù)爾久莫夫和薩克

18、斯測(cè)出含C為為1.4%的碳鋼中的碳鋼中M 與與A存在的位向關(guān)系存在的位向關(guān)系,即即KS關(guān)系關(guān)系,為了滿足這一取向?yàn)榱藵M足這一取向 關(guān)系必須有點(diǎn)陣的切變。他們于關(guān)系必須有點(diǎn)陣的切變。他們于1930年提出了軸比相年提出了軸比相 當(dāng)于當(dāng)于1.06的點(diǎn)陣轉(zhuǎn)換模型的點(diǎn)陣轉(zhuǎn)換模型,即即K KS S模型模型。 首先考慮沒(méi)有首先考慮沒(méi)有C存在的情況存在的情況,設(shè)想設(shè)想A分以下幾個(gè)步驟分以下幾個(gè)步驟 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸: （1）在（）在（111）面上沿）面上沿-211方向產(chǎn)生第一次切變方向產(chǎn)生第一次切變,第第 二層原子（二層原子（B層原子）移動(dòng)層原子）移動(dòng)1/12-211,而更高層原子而更高層原子 則按比例增加。但

19、相鄰兩層原子的相對(duì)位移都是相同則按比例增加。但相鄰兩層原子的相對(duì)位移都是相同 的。第一次切變角是的。第一次切變角是1928。 （2）第二次切變）第二次切變:第二次切變是在（第二次切變是在（11-2）面上（垂）面上（垂 直于（直于（111）面）面）,沿沿1-10方向產(chǎn)生方向產(chǎn)生1030的切變。的切變。 第二次切變后第二次切變后,使頂角由使頂角由120變?yōu)樽優(yōu)?0930或或60角角 增至增至7030。 （3）經(jīng)兩次切變后）經(jīng)兩次切變后,再作一些小的調(diào)整再作一些小的調(diào)整,使晶面間距和測(cè)使晶面間距和測(cè) 得結(jié)果相符合。得結(jié)果相符合。 由于沒(méi)有由于沒(méi)有C原子存在原子存在,得到的是體心立方點(diǎn)陣的得到的是體心

20、立方點(diǎn)陣的M。 在有在有C原子存在的情況下原子存在的情況下,對(duì)于面心立方點(diǎn)陣改建為體心對(duì)于面心立方點(diǎn)陣改建為體心 立方點(diǎn)時(shí)立方點(diǎn)時(shí),兩次切變量都略小一些兩次切變量都略小一些,第一次為第一次為1515,第二第二 次為次為9。 KS切變模型的成功之處切變模型的成功之處,在于它導(dǎo)出了所測(cè)得在于它導(dǎo)出了所測(cè)得 的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和位向關(guān)系的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和位向關(guān)系,給出了面心立方的奧氏體給出了面心立方的奧氏體 點(diǎn)陣改建為體心正方馬氏體點(diǎn)陣的清晰模型點(diǎn)陣改建為體心正方馬氏體點(diǎn)陣的清晰模型,但是但是 慣習(xí)面和宏觀切變與事實(shí)不符。慣習(xí)面和宏觀切變與事實(shí)不符。 3、GT模型模型 格倫寧格和特賴(lài)雅格倫寧格和特賴(lài)雅 諾于諾于1

21、949年提出的另一年提出的另一 個(gè)兩次切變模型。個(gè)兩次切變模型。 （ 1 ） 首 先 在 接 近 于） 首 先 在 接 近 于 （259）的面上發(fā)生均的面上發(fā)生均 勻切變勻切變,產(chǎn)生整體的宏觀產(chǎn)生整體的宏觀 變形變形,造成磨光的樣品表造成磨光的樣品表 面出現(xiàn)浮凸面出現(xiàn)浮凸,并且確定了并且確定了 馬氏體的慣習(xí)面。這個(gè)階馬氏體的慣習(xí)面。這個(gè)階 段的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是復(fù)雜的三段的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是復(fù)雜的三 棱結(jié)構(gòu)棱結(jié)構(gòu),還不是馬氏體還不是馬氏體,不不 過(guò)它有一組晶面間距及原過(guò)它有一組晶面間距及原 子排列和馬氏體的（子排列和馬氏體的（112） 面相同。面相同。 （2）在（）在（112）面的面的 11-1方向發(fā)生方向發(fā)

22、生12 13的第二次切變的第二次切變,這次這次 切變限制在三棱點(diǎn)陣范圍切變限制在三棱點(diǎn)陣范圍 內(nèi)內(nèi),并且是宏觀不均勻切并且是宏觀不均勻切 變（均勻范圍只有變（均勻范圍只有18個(gè)原個(gè)原 子層）。對(duì)于第一次切變子層）。對(duì)于第一次切變 所形成的浮凸也沒(méi)有可見(jiàn)所形成的浮凸也沒(méi)有可見(jiàn) 的影響。經(jīng)第二次切變后的影響。經(jīng)第二次切變后, 點(diǎn)陣轉(zhuǎn)變成體心立方點(diǎn)陣點(diǎn)陣轉(zhuǎn)變成體心立方點(diǎn)陣, 取向和馬氏體一樣取向和馬氏體一樣,晶面晶面 間距也差不多。間距也差不多。 （3）最后作一些微小的）最后作一些微小的 調(diào)整調(diào)整,使晶面間距和試驗(yàn)使晶面間距和試驗(yàn) 測(cè)得的符合。測(cè)得的符合。 均勻切邊過(guò)程亦稱(chēng)可見(jiàn)切變均勻切邊過(guò)程亦稱(chēng)可

23、見(jiàn)切變,可以比較容易的從晶可以比較容易的從晶 體的宏觀表面浮凸確定。不均勻切變涉及到微觀結(jié)構(gòu)體的宏觀表面浮凸確定。不均勻切變涉及到微觀結(jié)構(gòu) 的變化的變化,亦稱(chēng)不可見(jiàn)切變亦稱(chēng)不可見(jiàn)切變,不易直接測(cè)定。不均勻切變可不易直接測(cè)定。不均勻切變可 以是在平行晶面上的滑移以是在平行晶面上的滑移,也可以是往復(fù)的孿生形變。也可以是往復(fù)的孿生形變。 均勻切變不僅使單胞由正方變?yōu)樾狈叫尉鶆蚯凶儾粌H使單胞由正方變?yōu)樾狈叫?并且使晶體的并且使晶體的 外形由外形由ABCD變?yōu)樽優(yōu)锳BCD。不均勻切變可以產(chǎn)。不均勻切變可以產(chǎn) 生和均勻相似的微觀結(jié)構(gòu)變化生和均勻相似的微觀結(jié)構(gòu)變化,但晶體無(wú)宏觀變形。非但晶體無(wú)宏觀變形。非

24、均勻切變的這兩種方式分別和馬氏體的兩種亞結(jié)構(gòu)相均勻切變的這兩種方式分別和馬氏體的兩種亞結(jié)構(gòu)相 對(duì)應(yīng)。對(duì)應(yīng)。 G-T模型能模型能 很好地解釋 馬很好地解釋 馬 氏體轉(zhuǎn)變的 點(diǎn)氏體轉(zhuǎn)變的 點(diǎn) 陣改組、宏 觀陣改組、宏 觀 變形、位向 關(guān)變形、位向 關(guān) 系及亞結(jié)構(gòu) 的系及亞結(jié)構(gòu) 的 變化。但不 能變化。但不 能 解釋?xiě)T習(xí)面 不解釋?xiě)T習(xí)面 不 應(yīng)變不轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)變不轉(zhuǎn)動(dòng),也也 不能解釋碳 鋼不能解釋碳 鋼 （1.40%C） 的位向關(guān)系。的位向關(guān)系。 4.2 熱彈性馬氏體相變熱彈性馬氏體相變 （1）Ms,Mf:降溫降溫 過(guò)程中過(guò)程中,奧氏體將轉(zhuǎn)變成奧氏體將轉(zhuǎn)變成 馬氏體馬氏體,馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始 和

25、終了溫度和終了溫度; （2） As ,Af:加熱過(guò)程中加熱過(guò)程中, 馬氏體逆相變開(kāi)始和終了馬氏體逆相變開(kāi)始和終了 的溫度的溫度; （3）按）按As- Ms的大小和馬的大小和馬 氏體的生長(zhǎng)將馬氏體相變分氏體的生長(zhǎng)將馬氏體相變分 成非熱彈性和熱彈性馬氏體成非熱彈性和熱彈性馬氏體 相變兩類(lèi)。相變兩類(lèi)。 （4）如右圖所示）如右圖所示,Fe-Ni合金合金 的相變?yōu)榉菬釓椥择R氏體相的相變?yōu)榉菬釓椥择R氏體相 變變;Au-Cd合金的相變?yōu)闊釓椇辖鸬南嘧優(yōu)闊釓?性馬氏體相變性馬氏體相變 特征特征:1）相變溫度滯后小）相變溫度滯后小;2）突發(fā)式成核并長(zhǎng)大）突發(fā)式成核并長(zhǎng)大;3）新相）新相 于母相保持彈性平衡于母相

26、保持彈性平衡;4）降溫時(shí)）降溫時(shí),馬氏體繼續(xù)長(zhǎng)大馬氏體繼續(xù)長(zhǎng)大,相界相界 面能往復(fù)運(yùn)動(dòng)面能往復(fù)運(yùn)動(dòng);5）相變速率與成核與馬氏體生臟都有）相變速率與成核與馬氏體生臟都有 關(guān)關(guān);6）形狀應(yīng)變?yōu)閺椥詤f(xié)作。）形狀應(yīng)變?yōu)閺椥詤f(xié)作。 不符合不符合 非熱彈性非熱彈性 馬氏體相變馬氏體相變 部分符合部分符合 半熱彈性半熱彈性 熱彈性熱彈性 符合符合 非熱彈性馬氏體相變過(guò)程非熱彈性馬氏體相變過(guò)程 奧氏體奧氏體 降溫降溫 馬氏體形核馬氏體形核迅速長(zhǎng)大迅速長(zhǎng)大 繼續(xù)降溫繼續(xù)降溫 最終馬氏體量與馬氏體片生長(zhǎng)速率無(wú)關(guān)最終馬氏體量與馬氏體片生長(zhǎng)速率無(wú)關(guān),是由成核速是由成核速 率和馬氏體片的大小決定的。率和馬氏體片的大小決

27、定的。 熱彈性體馬氏體相變過(guò)程熱彈性體馬氏體相變過(guò)程 奧氏體奧氏體 降溫降溫 馬氏體突發(fā)形核馬氏體突發(fā)形核長(zhǎng)大繼續(xù)長(zhǎng)大長(zhǎng)大繼續(xù)長(zhǎng)大 彈性平衡彈性平衡 繼續(xù)降溫繼續(xù)降溫 新的形核并長(zhǎng)大新的形核并長(zhǎng)大 相變速率與成核和長(zhǎng)大速率都有關(guān)相變速率與成核和長(zhǎng)大速率都有關(guān) 馬氏體片不再長(zhǎng)大馬氏體片不再長(zhǎng)大 熱彈性馬氏體相變的晶體學(xué)特征熱彈性馬氏體相變的晶體學(xué)特征： 1、條件：進(jìn)行熱彈性馬氏體相變的條件是相變時(shí)不發(fā)生、條件：進(jìn)行熱彈性馬氏體相變的條件是相變時(shí)不發(fā)生 局部范性形變的合金。母相的有序化，有利于提高母相局部范性形變的合金。母相的有序化，有利于提高母相 的彈性極限，使母相不發(fā)生局部的范性形變，同時(shí)有利

28、的彈性極限，使母相不發(fā)生局部的范性形變，同時(shí)有利 于馬氏體逆相變時(shí)恢復(fù)形狀，因此有利于產(chǎn)生熱彈性馬于馬氏體逆相變時(shí)恢復(fù)形狀，因此有利于產(chǎn)生熱彈性馬 氏體相變。氏體相變。 CsCl型型：B2型結(jié)構(gòu)，型結(jié)構(gòu)，Pm3m空間群，空間群， Fe3Pt型型：L1型結(jié)構(gòu)，型結(jié)構(gòu)，Pm3m空間群，空間群，a=0.375nm 2、三類(lèi)主要的馬氏體相變合金、三類(lèi)主要的馬氏體相變合金 Fe3Al型型:D03型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu),Fm3m的空間群的空間群, a=0.5793nm 4.3 形狀記憶合金（形狀記憶合金（SMA） 形狀記憶效應(yīng)（形狀記憶效應(yīng)（SMA）:如果將具有熱彈性如果將具有熱彈性 轉(zhuǎn)變的合金在一定條件下施加外力

29、或?qū)⑵淅鋮s到轉(zhuǎn)變的合金在一定條件下施加外力或?qū)⑵淅鋮s到 該合金的該合金的Ms點(diǎn)（或點(diǎn)（或Mf）點(diǎn)以下并使之發(fā)生形狀改）點(diǎn)以下并使之發(fā)生形狀改 變變,如果再將這種合金加熱到高溫相狀態(tài)（即如果再將這種合金加熱到高溫相狀態(tài)（即As點(diǎn)點(diǎn) 以上）使馬氏體發(fā)生逆轉(zhuǎn)變以上）使馬氏體發(fā)生逆轉(zhuǎn)變,此時(shí)合金又會(huì)自動(dòng)地此時(shí)合金又會(huì)自動(dòng)地 恢復(fù)到變形前的形狀。這種現(xiàn)象稱(chēng)為恢復(fù)到變形前的形狀。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“形狀記憶形狀記憶 效應(yīng)效應(yīng)”。 馬氏體的形變與加熱后的形狀記憶馬氏體的形變與加熱后的形狀記憶 形狀記憶效應(yīng)簡(jiǎn)易演示實(shí)驗(yàn)形狀記憶效應(yīng)簡(jiǎn)易演示實(shí)驗(yàn) (a) 原始形狀原始形狀(b) 拉拉 直直(c) 加熱后恢復(fù)加熱后恢復(fù)

30、1951年美國(guó)的年美國(guó)的Lead首先在首先在Au-Cd、In-Ti合金中發(fā)現(xiàn)合金中發(fā)現(xiàn) 形狀記憶效應(yīng)形狀記憶效應(yīng),他利用他利用Au-47.5%Cd合金的記憶效應(yīng)制作升合金的記憶效應(yīng)制作升 降機(jī)模型降機(jī)模型,但由于合金元素價(jià)格高、有毒但由于合金元素價(jià)格高、有毒,沒(méi)有進(jìn)行實(shí)用化沒(méi)有進(jìn)行實(shí)用化 嘗試而銷(xiāo)聲匿跡。嘗試而銷(xiāo)聲匿跡。 1963年美國(guó)海軍研究所的年美國(guó)海軍研究所的W. Bueher等人發(fā)現(xiàn)等人發(fā)現(xiàn)Ni-Ti 合金也有形狀記憶效應(yīng)合金也有形狀記憶效應(yīng),并設(shè)計(jì)了新的機(jī)械實(shí)驗(yàn)裝置并設(shè)計(jì)了新的機(jī)械實(shí)驗(yàn)裝置,受到受到 許多研究者的關(guān)注。許多研究者的關(guān)注。 1969年美國(guó)年美國(guó)Raychem公司生產(chǎn)公司

31、生產(chǎn)Ti-Ni-Fe記憶合金管記憶合金管 接頭用于接頭用于F14戰(zhàn)斗機(jī)上的液壓管路系統(tǒng)連接戰(zhàn)斗機(jī)上的液壓管路系統(tǒng)連接,這是這是SMA第第 一次成功應(yīng)用。一次成功應(yīng)用。70年代以后年代以后SMA真正進(jìn)入實(shí)用化階段。真正進(jìn)入實(shí)用化階段。 至至80年代末年代末SMA的研究才遍及世界。的研究才遍及世界。90年代初年代初,該合金得該合金得 到進(jìn)一步的發(fā)展到進(jìn)一步的發(fā)展,現(xiàn)已出現(xiàn)第三代形狀記憶合金現(xiàn)已出現(xiàn)第三代形狀記憶合金,且進(jìn)入商且進(jìn)入商 品化階段。品化階段。 SMA的發(fā)展過(guò)程的發(fā)展過(guò)程 形狀記憶合金可以分為三種形狀記憶合金可以分為三種: （1）單程記憶效應(yīng)）單程記憶效應(yīng) 形狀記憶合金在較低的溫度下變形

32、形狀記憶合金在較低的溫度下變形,加熱后可恢加熱后可恢 復(fù)變形前的形狀復(fù)變形前的形狀,這種只在加熱過(guò)程中存在的形狀記這種只在加熱過(guò)程中存在的形狀記 憶現(xiàn)象稱(chēng)為單程記憶效應(yīng)。憶現(xiàn)象稱(chēng)為單程記憶效應(yīng)。 （2）雙程記憶效應(yīng)）雙程記憶效應(yīng) 某些合金加熱時(shí)恢復(fù)高溫相形狀某些合金加熱時(shí)恢復(fù)高溫相形狀,冷卻時(shí)又能恢冷卻時(shí)又能恢 復(fù)低溫相形狀復(fù)低溫相形狀,稱(chēng)為雙程記憶效應(yīng)。稱(chēng)為雙程記憶效應(yīng)。 （3）全程記憶效應(yīng)）全程記憶效應(yīng) 加熱時(shí)恢復(fù)高溫相形狀加熱時(shí)恢復(fù)高溫相形狀,冷卻時(shí)變?yōu)樾螤钕嗤鋮s時(shí)變?yōu)樾螤钕嗤?取向相反的低溫相形狀取向相反的低溫相形狀,稱(chēng)為全程記憶效應(yīng)。稱(chēng)為全程記憶效應(yīng)。 應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變和偽

33、彈性應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變和偽彈性 應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變定義應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變定義:在外力作用下在外力作用下,及即使及即使 溫度高于溫度高于Af點(diǎn)點(diǎn),形狀記憶合金也發(fā)生馬氏體相變形狀記憶合金也發(fā)生馬氏體相變 。 偽彈性偽彈性:形狀記憶合金在應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變時(shí)所形狀記憶合金在應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體相變時(shí)所 表示出來(lái)的超塑性形變行為。表示出來(lái)的超塑性形變行為。 偽彈性產(chǎn)生的條件偽彈性產(chǎn)生的條件:臨界應(yīng)力大臨界應(yīng)力大;外加應(yīng)力不能大于外加應(yīng)力不能大于 臨界應(yīng)力（保證不產(chǎn)生滑移）臨界應(yīng)力（保證不產(chǎn)生滑移）; 4.4 TiNi合金合金 4.4.1 TiNi合金的結(jié)構(gòu)和相變合金的結(jié)構(gòu)和相變 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)

34、母相母相:B2型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu),a=0. 3010. 302nm。Ti和和Ni原子分原子分 別占據(jù)立方體的頂點(diǎn)和體心位置別占據(jù)立方體的頂點(diǎn)和體心位置,110面上面上TiNi原子交替原子交替 排列構(gòu)成密排面。排列構(gòu)成密排面。 馬氏體相馬氏體相:單斜結(jié)構(gòu)單斜結(jié)構(gòu),共共24各個(gè)變體各個(gè)變體,a=0.2899, b=0.4120, c=0.4622nm, =96.80度。度。 中間相中間相:當(dāng)穩(wěn)定的新相和母相之間的晶體結(jié)構(gòu)差異較大當(dāng)穩(wěn)定的新相和母相之間的晶體結(jié)構(gòu)差異較大 時(shí)時(shí),相變不易發(fā)生相變不易發(fā)生,母相往往不直接轉(zhuǎn)變成自由能最低的穩(wěn)母相往往不直接轉(zhuǎn)變成自由能最低的穩(wěn) 定的新相定的新相,而是先形成結(jié)構(gòu)和

35、成分與母相交接近的自由能而是先形成結(jié)構(gòu)和成分與母相交接近的自由能 較低的亞穩(wěn)態(tài)的過(guò)渡相。較低的亞穩(wěn)態(tài)的過(guò)渡相。R相相:a=0.602nm, =90.7度。度。 R相變不出現(xiàn)相變不出現(xiàn) 記憶效應(yīng)由單記憶效應(yīng)由單 一相變貢獻(xiàn)一相變貢獻(xiàn) Ti-Ni合金呈現(xiàn)記憶效應(yīng)的兩種相變過(guò)程合金呈現(xiàn)記憶效應(yīng)的兩種相變過(guò)程 母相母相 馬氏體馬氏體 母相母相 R相相 馬氏體馬氏體 依成分和預(yù)處依成分和預(yù)處 理?xiàng)l件的不同理?xiàng)l件的不同 相變過(guò)程都相變過(guò)程都 是熱彈性馬是熱彈性馬 氏體相變氏體相變 R相變出現(xiàn)相變出現(xiàn) 記憶效應(yīng)由兩個(gè)記憶效應(yīng)由兩個(gè) 相變階段貢獻(xiàn)相變階段貢獻(xiàn) 加鐵、時(shí)效加鐵、時(shí)效 TiNi合金相變的影響因素合

36、金相變的影響因素 （1）成分的影響）成分的影響 Ni含量在含量在4751at,Ms從從80降至降至150。 含含Ni量超過(guò)此范圍量超過(guò)此范圍,合金便不存在形狀記憶效應(yīng)。合金便不存在形狀記憶效應(yīng)。 Ms Ni atom% 80C -100 C 47 51 （2）熱處理、加工的影響）熱處理、加工的影響 例例:加加Cu置換置換Ni形狀記憶效應(yīng)、形狀記憶效應(yīng)、 力學(xué)性能力學(xué)性能,合金的價(jià)格顯著降低合金的價(jià)格顯著降低, 加入加入Cu對(duì)相變溫度有顯著影響對(duì)相變溫度有顯著影響, 相變溫區(qū)（相變溫區(qū)（Ms-Mf）、（）、（Af-As） 都變窄都變窄,窄滯后記憶合金窄滯后記憶合金 例例:加加Nb可得到很寬滯后的

37、記憶可得到很寬滯后的記憶 合金。合金。 合金元素對(duì)合金元素對(duì)Ti-Ni合金相變的影響合金相變的影響 加入合金元素調(diào)整相變點(diǎn)加入合金元素調(diào)整相變點(diǎn) 第三元素的引入第三元素的引入: Co、Fe等代替部分等代替部分Ni,降低降低Ms; V、Cr、Mn代替代替Ti,降低降低Ms; Fe代替代替Ni,Ms下降下降,但是對(duì)但是對(duì)R相的起始轉(zhuǎn)變溫度無(wú)影響相的起始轉(zhuǎn)變溫度無(wú)影響,Fe 的濃度的濃度4%時(shí)時(shí),增加增加R的穩(wěn)定溫度。的穩(wěn)定溫度。 Cu代替代替Ni,相變溫度不變相變溫度不變,（Af-Mf）減?。p小,脆性增加脆性增加,不利不利 于加工。于加工。 Pt、Pd的加入的加入,提高提高M(jìn)s, 如如Pt全部替

38、代全部替代Ni,Ms超過(guò)超過(guò)500 C Nb(鈮鈮)的加入的加入,使（使（Af-Mf）增達(dá)到）增達(dá)到150 C。 （3）TiNi合金的形狀記憶處理合金的形狀記憶處理:形狀記憶功能必形狀記憶功能必 須進(jìn)行訓(xùn)練須進(jìn)行訓(xùn)練 *單程記憶處理單程記憶處理:三個(gè)獨(dú)立的處理方式三個(gè)獨(dú)立的處理方式 中溫處理中溫處理,軋制軋制,冷拔等高度冷加工的合金材料冷拔等高度冷加工的合金材料,加工成加工成 所需要的形狀后所需要的形狀后,在在400-500 C加熱加熱30分鐘。分鐘。 低溫處理低溫處理:800 C以上高溫退火候以上高溫退火候,在室溫下成形在室溫下成形,加工加工 成所需要的形狀成所需要的形狀,再在再在200-3

39、00 C保持?jǐn)?shù)十分鐘。保持?jǐn)?shù)十分鐘。 時(shí)效處理時(shí)效處理:優(yōu)點(diǎn)是可以消除材料的歷史影響優(yōu)點(diǎn)是可以消除材料的歷史影響,缺點(diǎn)是工缺點(diǎn)是工 藝太復(fù)雜。藝太復(fù)雜。 *雙程記憶處理雙程記憶處理:強(qiáng)制變形（在馬氏體狀態(tài)對(duì)合金進(jìn)行強(qiáng)制變形（在馬氏體狀態(tài)對(duì)合金進(jìn)行 10%以上的強(qiáng)制變形）以上的強(qiáng)制變形） 約束加熱（將變形后的形狀固約束加熱（將變形后的形狀固 定后加熱到高于定后加熱到高于Af50 C以上）以上） 訓(xùn)練（將合金變形到訓(xùn)練（將合金變形到 可恢復(fù)的程度可恢復(fù)的程度,加熱使其恢復(fù)加熱使其恢復(fù),反復(fù)的訓(xùn)練）反復(fù)的訓(xùn)練） *全程記憶處理全程記憶處理:條件（較高的條件（較高的Ni含量）含量）,原因（在約束時(shí)原因

40、（在約束時(shí) 效時(shí)效時(shí),在母相中形成了細(xì)小的析出物在母相中形成了細(xì)小的析出物,產(chǎn)生應(yīng)力場(chǎng)）產(chǎn)生應(yīng)力場(chǎng)） 4.5 Cu基合金基合金 Cu-Al合金合金Al含量高時(shí)含量高時(shí)2相也隨之析出不利于記憶效相也隨之析出不利于記憶效 應(yīng)。加入應(yīng)。加入Ni可抑制可抑制2相析出相析出,從而發(fā)展出從而發(fā)展出Cu-Al-Ni系記系記 憶合金。加入其它組元進(jìn)一步提高性能（多元合金）憶合金。加入其它組元進(jìn)一步提高性能（多元合金） 基本特點(diǎn)基本特點(diǎn):形狀記憶效應(yīng)好形狀記憶效應(yīng)好,價(jià)格便宜價(jià)格便宜,易于加工制造易于加工制造,但強(qiáng)度較但強(qiáng)度較 低低,穩(wěn)定性及耐疲勞性能差穩(wěn)定性及耐疲勞性能差,不具有生物相容性。不具有生物相容性。

41、 主要合金主要合金:主要由主要由Cu-Zn和和Cu-Al兩個(gè)二元系發(fā)展而來(lái)兩個(gè)二元系發(fā)展而來(lái) Cu-Zn合金的熱彈性馬氏體相變溫度極低合金的熱彈性馬氏體相變溫度極低,通過(guò)加入通過(guò)加入Al, Ge, Si, Sn, Be可以有效的提高相變溫度可以有效的提高相變溫度,由此發(fā)展了的由此發(fā)展了的Cu-Zn- X(X= Al, Ge, Si, Sn, Be )三元合金。加入其它組元進(jìn)一步三元合金。加入其它組元進(jìn)一步 提高性能（多元合金）提高性能（多元合金） Cu-Zn-Al合金相圖的垂直截合金相圖的垂直截 面圖面圖(6 wt%Al) Cu基記憶合金的成分范圍通基記憶合金的成分范圍通 常在常在 相（電子化合物）區(qū)相（電子化合物）區(qū) Cu基記憶合金中的基本相和相變基記憶合金中的基本相和相變 相區(qū)成分的合金相區(qū)成分的合金 亞穩(wěn)的有序亞穩(wěn)的有序 相相 高溫淬高溫淬 火冷卻火冷卻 馬氏體馬氏體 熱熱彈性馬氏彈性馬氏 體相變轉(zhuǎn)變體相變轉(zhuǎn)變 加熱加熱 冷卻冷卻 Cu-Zn-Al基記憶合金的穩(wěn)定性及其影響因素基記憶合金的穩(wěn)定性及其影響因素 影響相變點(diǎn)的因素影響相變點(diǎn)的因素: 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 相變點(diǎn)、記憶性能、力學(xué)性能、化學(xué)相變點(diǎn)、記憶性能、力學(xué)性能、化學(xué) 成分成分:Ms(oC)=1890-5100w(Zn)%-13450w(Al)% 熱循