超彈性和偽彈性

1、超彈性”和“偽彈性”是指在應(yīng)力消除后，可恢復(fù)的應(yīng)變量不同，前者是完全恢復(fù)，后者是部分恢復(fù)，殘余變形可通過后續(xù)的加熱進行恢復(fù)。實際上，它們在本質(zhì)上是一樣的，所以這兩個概念經(jīng)常被混淆使用。圖2-18所示Cu-38.9Zn單晶在-77°C（合金的Ms=-125°C）形變，至應(yīng)變達9%時呈完全的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體態(tài)，卸去應(yīng)力后，應(yīng)力-應(yīng)變曲線上出現(xiàn)回線，呈現(xiàn)超彈性。對不同合金或?qū)ν缓辖鹪诓煌瑴囟认率┘討?yīng)力后，卸載后會出現(xiàn)不同的應(yīng)變恢復(fù)情況，有的呈現(xiàn)偽彈性圖A川C39,RZn合金單晶廠-1251C）在-771C時施加應(yīng)力及卸戦后的沉;£；應(yīng)為-應(yīng)變國（呈現(xiàn)超彈性）偽彈性看起來

2、像彈性變形，但其應(yīng)力-應(yīng)變曲線是非彈性的，因此被稱為偽彈性（或由于其可逆變形量大又被稱為超彈性）但是，偽彈性與一般的彈性變形無關(guān)，僅與應(yīng)力誘發(fā)相變和熱彈性相變有關(guān)。偽彈性與熱誘發(fā)形狀記憶效應(yīng)完全相似。在偽彈性的情況下，試樣的形狀隨外加應(yīng)力的變化而變化。應(yīng)變量達8%的多晶體材料，當(dāng)外加應(yīng)力去除后，不用加熱即可完全恢復(fù)原狀。圖2-19用應(yīng)力-應(yīng)變曲線示意性地說明了這種行為。ECFIIsin&應(yīng)變蝕工蛉做彈性應(yīng)力應(yīng)變曲線示意圖材料的原始狀態(tài)不同，偽彈性機理也不同，可分為3種不同情況。（1）相變引起的偽彈性：當(dāng)原始組織由馬氏體組成時，在某一溫度下AfvTdvMd）施加應(yīng)力的過程中，奧氏體將轉(zhuǎn)變

3、為馬氏體。在圖2-19中，AB段代表奧氏體相的純粹彈性變形。B點對應(yīng)的應(yīng)力是應(yīng)力誘發(fā)馬氏體開始形成的最小應(yīng)力（oB=oAM）到C點相變結(jié)束。BC段的斜率遠小于AB段，說明相變?nèi)菀走M行。CD段表示相變結(jié)束后在應(yīng)力作用下馬氏體發(fā)生彈性變形。在D點馬氏體開始屈服（oD=oY）并發(fā)生塑性變形直到E點斷裂為止。如果在D點之前應(yīng)力被取消，例如在點C'，對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)?#163;C'則通過幾步應(yīng)變可恢復(fù)。首先發(fā)生馬氏體的彈性恢復(fù)，如圖中的C'F段所表示。F點對應(yīng)的應(yīng)力是在卸載過程中應(yīng)力誘發(fā)馬氏體能夠存在的最大應(yīng)力，因此在該點開始發(fā)生馬氏體向奧氏體的逆相變（oF=oMtA）,隨后馬氏體量

4、不斷減少直到奧氏體完全恢復(fù)（G點）GH段表示奧氏體的彈性恢復(fù)。應(yīng)變能夠完全恢復(fù)取決于加載或卸載期間是否發(fā)生不可逆變形°oAtM和oMtA的值取決于變形溫度、奧氏體的晶體位向、材料是單晶體還是多晶體。(2)再取向引起的偽彈性：當(dāng)原始組織為馬氏體時，低溫(TdvMf)下的熱誘發(fā)馬氏體在應(yīng)力作用下通過馬氏體的再取向也能引起偽彈性此時的再取向馬氏體在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，卸載后它將恢復(fù)原來的位向。(3)相變和再取向引起的偽彈性:獲得偽彈性的第三種方法就是在Td>Af時，通過相變獲得不穩(wěn)定的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體。首先，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)上不穩(wěn)定的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體。相變完成之后，馬氏體中存在著彈性應(yīng)力，直到