记忆合金
记忆合金十大特征
记忆合金十大特征
1.记忆效应：记忆合金能够“记忆”其形状，一旦受到温度、电流等作用，迅速恢复到其原本的形状。
2. 弹性形变：记忆合金具有极高的弹性形变能力，可在一定的应力范围内产生较大的形变，同时还具有良好的恢复能力。
3. 耐腐蚀性：记忆合金具有较好的耐腐蚀性，可应用于各种环境下。
4. 高温性能：记忆合金的高温性能较好，可在高温环境下维持其形状记忆效应。
5. 热处理性：记忆合金可通过热处理来调整其形状记忆效应，从而实现不同应用需求。
6. 可塑性：记忆合金可通过加工方式使其具有不同形状，如线材、板材、棒材等形态。
7. 稳定性：记忆合金具有较好的稳定性，不易受外界环境的影响。
8. 可焊性：记忆合金可通过常规的焊接方法对其进行加工。
9. 低磁性：记忆合金具有较低的磁性，可应用于磁敏感场合。
10. 应用广泛：记忆合金可应用于医疗设备、航空航天、汽车制造、电子设备等领域，具有广泛的应用前景。
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记忆合金定型工艺
记忆合金定型工艺
记忆合金是一种特殊的金属合金，具有形状记忆和超弹性等特殊性能。
记忆合金定型工艺是指利用记忆合金的形状记忆特性，在一定温度范围内通过加热和冷却等方式将其形状进行调控和固定，从而实现在外力作用下恢复原始形状的功能。
记忆合金定型工艺主要包括以下几个步骤：
1. 预处理：首先需要对记忆合金进行表面处理和清洁，确保表面光滑干净，以便后续工艺操作。
2. 加热变形：将记忆合金加热至其相变温度以上，然后通过外力（如拉伸、压缩等）对其进行形状改变，使其达到所需形状。
3. 冷却固定：在记忆合金处于形状改变状态时，将其迅速冷却至室温以下，这样可以固定其当前形状，并使其保持在这个形状直到下一次加热。
4. 形状恢复：当再次加热记忆合金至相变温度以上时，其会根据之前固定的形状自动恢复到原始形状，实现形状记忆的功能。
记忆合金定型工艺广泛应用于医疗器械、汽车零部件、航空航天领域等，能够实现自愈合、自修复、自组装等功能，具有很高的应用价值和发展前景。
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记忆合金的材料
记忆合金的材料
记忆合金是一种特殊的材料，它具有记忆形状和超弹性的特点，被广泛应用于
医疗、航空航天、汽车等领域。
记忆合金最早由美国海军研究实验室在20世纪60
年代末发现，当时他们在寻找一种能够在宇宙空间环境下使用的新型合金材料。
记忆合金的发现引起了科学界的广泛关注，其独特的性能使其成为材料科学领域的研究热点之一。
记忆合金的主要成分是镍钛合金，其特殊的晶体结构使其具有记忆形状和超弹
性的特性。
记忆形状是指在一定的温度范围内，记忆合金可以在外力作用下发生形状改变，一旦外力消失，它会恢复到原来的形状。
这种特性使得记忆合金可以被应用于各种需要精密控制形状的场合，比如心脏支架、血管成形术器械等医疗器械。
超弹性是指记忆合金在受力变形后可以恢复到原来的形状，这种特性使其在航空航天领域得到了广泛应用，比如飞机发动机的零部件、卫星的机构等。
记忆合金的应用还不仅限于医疗和航空航天领域，它还可以用于汽车领域。
比
如在汽车碰撞安全领域，记忆合金可以被用于制造碰撞缓冲器，当汽车发生碰撞时，碰撞缓冲器可以吸收能量，减轻碰撞对乘客和车辆造成的伤害。
此外，记忆合金还可以被用于汽车发动机的零部件，提高汽车的燃油效率和性能。
总的来说，记忆合金作为一种特殊的材料，具有记忆形状和超弹性的特点，被
广泛应用于医疗、航空航天、汽车等领域。
随着材料科学的不断发展，相信记忆合金在未来会有更广泛的应用前景。
记忆合金原理
记忆合金原理
记忆合金是一种具有特殊形状记忆性能的金属合金材料，它可以在受到外部刺
激后恢复到原来的形状。
这种材料被广泛应用于医疗、航空航天、汽车和家居等领域，其原理和性能备受关注。
记忆合金的原理主要基于其微观结构和相变特性。
记忆合金中的微观结构包括
马氏体和奥氏体两种相，这两种相之间存在着相变转变。
当记忆合金处于高温相时，其结构呈现出奥氏体结构；而当受到外部刺激（如温度、应力等）时，记忆合金会发生相变，从奥氏体结构转变为马氏体结构。
在外部刺激消失后，记忆合金又会恢复到原来的奥氏体结构，从而恢复原来的形状。
记忆合金的这种特殊性能可以归因于其相变过程中的应变和位错运动。
在相变
过程中，记忆合金会产生应变，这种应变会导致记忆合金发生形状变化。
而位错运动则是相变过程中的关键因素，它可以影响相变的速率和形状记忆效应的稳定性。
除了形状记忆性能外，记忆合金还具有超弹性和阻尼性能。
这些性能使得记忆
合金在医疗器械和机械元件中得到了广泛的应用。
例如，在医疗器械中，记忆合金可以用于制造支架和植入物，其超弹性和形状记忆性能可以使其更好地适应人体器官的形状变化；而在机械元件中，记忆合金可以用于制造阀门和连接件，其阻尼性能可以减少振动和噪音。
总之，记忆合金是一种具有特殊形状记忆性能的金属合金材料，其原理基于微
观结构和相变特性。
记忆合金不仅具有形状记忆性能，还具有超弹性和阻尼性能，因此在医疗、航空航天、汽车和家居等领域有着广泛的应用前景。
希望通过对记忆合金原理的深入研究，可以进一步拓展其应用领域，推动材料科学和工程技术的发展。
主要的几类记忆合金及性能
进一步冷却时β′相发 生热弹性马氏体相变， 故β’相是母相.
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• Cu基记忆合金的力学性能： • Cu基记忆合金的力学性能较差．主要因为弹性各向异性常数很大、晶粒粗大，变形时很容易产生应 力集中，导致晶界开裂． • 提高Cu基记忆合金塑性和疲劳寿命的方法： • 制备单晶或形成定向织构； • 细化晶粒：添加合金元素、控制再结晶、快速凝固、粉末冶金等．
• Cu基记忆合金中的稳定性：
• 相变点对合金成分十分敏感．
• 存在较严重的马氏体稳定化现象：淬火后合金的相变点会随着放置时间的延长增加直至达到一稳定 值．
• 热－力循环对合金的记忆效应影响显著．随热－力循环的进行，Ms、As、Af等上升，相变热滞显著 增大．
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当将β相区成分的合金 从高温淬火冷却，β相 发生有序化相变转变为 亚稳的有序β′相.
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• 从马氏体的形态方面考察，当达到上述要求时，铁基合金中的马氏体一般呈薄片状. 通过适当的合 金化，在铁基合金可实现热弹性或非热弹性可逆马氏体相变，进而发展出基于这两种相变的铁基形 状记忆合金.
• 基于热弹性可逆马氏体相变的铁基形状记忆合金：
• Fe-Pt： (约w(Pt)25％)、Fe-Pd： (约w (Pd )30％)，昂贵未能应用．
• Fe-Ni-Co-Ti合金：Fe-w(Ni)33％-w(Co)10％-w(Ti)4％，价格偏高，Ms太低(约200K)，应用受 限．
• 基于非热弹性可逆马氏体相变的铁基形状记忆合金
- • 在 F e - M n - S i 合 金 中 ， 应 力 诱 发 形 成 的 薄 片 状 马 氏 体 （ 相 变 时 体 积 变 化 小 ） ， 在 加 热 时 能 够 逆 转
记忆合金特点
记忆合金特点1. 引言在科学技术的不断进步与发展中，人们不断探索新材料，以满足不同领域的需求。
记忆合金作为一种新型材料，具有许多独特的特点和潜在的应用价值。
本文将就记忆合金的特点进行探讨。
2. 什么是记忆合金记忆合金是一种可以根据温度或应力变化而产生形状记忆效应的合金材料。
它可以在经历过形状变化后恢复到原始的形状，这种特点极具应用潜力。
记忆合金最早由日本的恩赐财团园田学院研究所的Omori Yuwa博士于1932年首次提出。
3. 记忆合金的分类记忆合金可以分为两大类：铜基记忆合金和镍钛记忆合金，其中镍钛记忆合金是目前应用最广泛的一种。
3.1 铜基记忆合金铜基记忆合金是以铜为基础金属的记忆合金。
它具有良好的可塑性和可焊性，可以通过加热和冷却来实现记忆效应。
然而，铜基记忆合金的形状记忆效应相对较弱，且其记忆温度范围较窄，限制了其实际应用。
3.2 镍钛记忆合金镍钛记忆合金是由镍和钛两种元素组成的记忆合金。
它具有较好的形状记忆效应和较宽的记忆温度范围，可以在室温到几百摄氏度之间发生形状记忆效应。
同时，镍钛记忆合金还具有较高的弹性模量和较大的形变能力，这使得它在许多领域具有广泛的应用前景。
4. 记忆合金的特点记忆合金具有许多独特的特点，使其在多个领域得到了广泛应用。
4.1 形状记忆效应记忆合金最显著的特点之一就是形状记忆效应。
当记忆合金在一定温度或应力的作用下发生形状变化后，经过适当的处理，它可以恢复到其原始的形状。
这种形状记忆效应使得记忆合金在医疗、航天航空、汽车、电子等领域有着广泛的应用前景。
4.2 超弹性记忆合金还具有超弹性的特点。
超弹性是指记忆合金在受力后可以产生较大的弹性变形，当去除外力后又能恢复到原始形状。
这种特点使得记忆合金在医疗器械、弹簧等领域有着重要的应用。
4.3 高阻尼特性记忆合金还具有高阻尼特性。
高阻尼是指记忆合金在形状记忆过程中产生的能量损耗。
记忆合金的高阻尼特性使其在减震、降噪、能量吸收等方面有着广泛的应用。
记忆合金
记忆合金记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。
这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。
由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫做"记忆合金"。
当然它不可能像人类大脑思维记忆，更准确地说应该称之为"记忆形状的合金"。
此外，记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点，因此应用十分广泛。
科学家们现在已经发现了几十种不同记忆功能的合金，比如钛－镍合金，金－镉合金，铜－锌合金等。
何为记忆合金19世纪70年代，世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。
记忆合金是一种颇为特别的金属条，它极易被弯曲，我们把它放进盛着热水的玻璃缸内，金属条向前冲去；将它放入冷水里，金属条则恢复了原状。
在盛着凉水的玻璃缸里，拉长一个弹簧，把弹簧放入热水中时，弹簧又自动的收拢了。
凉水中弹簧恢复了它的原状，而在热水中，则会收缩，弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩，收缩再拉开。
这些都由一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。
这种材料就叫做记忆金属（memory metal）。
它主要是镍钛合金材料。
例如，一根螺旋状高温合金，经过高温退火后，它的形状处于螺旋状态。
在室温下，即使用很大力气把它强行拉直，但只要把它加热到一定的“变态温度”时，这根合金仿佛记起了什么似的，立即恢复到它原来的螺旋形态。
这是怎么回事？难道合金也具有人类那样的记忆力？原来不是那么回事！这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。
例如，镍-钛合金在40oC以上和40oC以下的晶体结构是不同的，但温度在40oC上下变化时，合金就会收缩或膨胀，使得它的形态发生变化。
这里，40oC就是镍-钛记忆合金的“变态温度”。
记忆合金原理的应用
记忆合金原理的应用什么是记忆合金记忆合金是一种特殊的金属材料，它可以在外界作用下发生形状记忆效应。
记忆合金之所以能够实现形状记忆，是因为其具备特殊的晶体结构。
记忆合金的一种常见形式是镍钛合金，也被称为“超弹性合金”。
记忆合金的原理记忆合金的形状记忆效应是指材料在经历塑性变形后，当温度升高到一定程度时，材料可以回复到其最初的形状。
这种形状记忆效应是由于记忆合金中存在两种不同晶体结构的相转变导致的。
在低温下，记忆合金处于一种非晶态或者低对称晶体结构，这种结构具有较强的韧性和塑性。
但当温度升高到相变温度时，记忆合金会转变为高对称晶体结构，此时合金会回复到其最初的形状。
记忆合金的应用记忆合金具有独特的性能，在许多领域都有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用领域：1.医疗器械：记忆合金可以用于制造医疗器械，如支架和夹子。
由于记忆合金具备超弹性特性，可以在体内进行形状变化，因此可以应用于心脏血管支架、牙套等医疗器械中。
2.汽车工业：记忆合金可以用于汽车制造中，如制动系统和发动机零部件。
记忆合金具有优异的弹性和耐腐蚀性能，可以提升汽车的安全性能和使用寿命。
3.航空航天：记忆合金可以应用于航空航天领域，如飞机翼部件和卫星结构。
记忆合金具有轻质高强度的特性，可以降低飞行器的重量，提高燃料效率。
4.电子设备：记忆合金可以用于电子设备中的连接器和开关。
记忆合金具有良好的电导性和机械稳定性，可以提高设备的可靠性和性能。
5.智能材料：记忆合金可以应用于智能材料领域，如智能窗户和智能屏幕。
利用记忆合金的形状记忆效应和温度敏感性，可以实现材料的自适应变形和控制。
总结：记忆合金的应用领域广泛，从医疗器械到航空航天，从汽车工业到智能材料，都离不开记忆合金的贡献。
记忆合金通过其特殊的晶体结构和形状记忆效应，为各个领域带来了新的可能性和创新。
未来随着科技的进步，记忆合金的应用领域还将不断拓展，为社会进步做出更大的贡献。
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南京航空航天大学硕士学位论文原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基形状记忆合金及性能研究姓名：王河廷申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：沈以赴20080301南京航空航天大学硕士学位论文摘要形状记忆合金是最具实用价值金属功能材料之一，Fe-Mn-Si基合金具有价格低廉、工艺简单等一系列优点。
但该系合金的形状回复率不高，耐蚀性能较差限制了其应用范围的进一步扩大。
本文通过优化合金成分设计，对原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应及其相关性能进行了研究。
通过添加适量Nb，V，Ti，RE(Ce)等合金元素，设计了八种典型成分的Fe-Mn-Si基形状记忆合金，并用原位自生法制备出了碳化物颗粒弥散分布增强的Fe-Mn-Si基合金。
采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了合金的显微组织及物相成分。
固溶态合金基体主要为奥氏体及少量热诱发ε马氏体，生成适量的热诱发马氏体对合金形状记忆效应有利。
随着预变形量增大，合金组织中应力诱发ε马氏体开始增多，由原来的单一方向ε马氏体变成交叉方向马氏体。
采用拉伸变形法，研究了不同工艺参数、不同成分合金的形状记忆效应。
结果表明，固溶态合金在变形前于一定的温度（750℃）进行时效处理（250min）能有效提高合金的形状记忆效应。
随时效处理温度的升高，合金形状回复率缓慢提高，在750℃下达到最大，之后开始下降。
合金的形状回复率随着预变形量的增大而减小，在预变形为2％时达到最大值，其中成分为Fe-14.0Mn-6.0Si-9.0Cr-5.0Ni-0.83Nb-0.045Ce合金的回复率达到96.9％。
热机械训练能有效提高合金形状回复率，特别是第一次训练提高最为显著。
Fe-Mn-Si基合金中加入适量的Cr，Ni，Nb等元素可以显著提高合金耐腐蚀性能，在碱性NaOH溶液中其耐蚀性是304，316不锈钢的3倍。
关键词：Fe-Mn-Si基合金，形状记忆效应，原位自生颗粒，预变形，时效温度，热机械训练，马氏体相变i原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基形状记忆合金及性能研究iiABSTRACTShape memory alloys are one kind of functional materials possessing a greatpractical use. The Fe-Mn-Si based alloys have a series of advantages such as low cost and processing easiness. However, the low shape memory recovery ratio and the limited anti-corrosion ability restrict their usage. In the present paper, the in-situ carbide particulate reinforced Fe-Mn-Si based shape memory alloys (SMA) were prepared by optimizing the compositions. The mechanical properties of the prepared alloys were also studied.Eight kinds of Fe-Mn-Si based SMA were designed by adding a suitable amountof Nb, V, Ti, and RE (Ce) elements. The Fe-Mn-Si based SMA reinforced with a uniformly dispersed in-situ carbide particulates were prepared.Optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used to study the microstructures and phases of Fe-Mn-Si based alloys. The solid solution stated alloy matrix mainly consisted of the austenite and a small amount of heat reduced εmartensite. The presence of a suitable amountof heat reduced ε martensite favored the enhancement of the shape recovery ratio. With increasing the pre-deformation degree, the amount of the stress induced martensite increased, and its orientation changed from a single direction to a crossed from.Tensile tests were used to study the shape memory effect of the alloys by changing the processing parameters and the chemical compositions. It showed that the shape memory ratio of the solid solution stated alloys increased significantly after an ageing treatment (250 min) at a proper temperature (750℃) before deformation. The shape memory ratio of the alloys enhanced with increasing the ageing temperature. A maximum value was obtained at 750℃, above which the shape memory ratio showed a decrease. The shape recovery ratio of the prepared alloys decreased with increasing the pre-deformation degree. A best shape memory ratio was obtainable at 2% pre-deformation. The recovery ratio of Fe-14.0Mn-6.0Si-9.0Cr-5.0Ni-0.83Nb- 0.045Ce alloy reached a high value of 96.9%. The shape recovery ratio of the alloys could be effectively improved through suitable南京航空航天大学硕士学位论文thermo-mechanical training, especially the first cycle training.The anti-corrosion ability of the Fe-Mn-Si based alloys was improved by adding a suitable amount of Nb, V, Ti, and RE (Ce) elements. The experimental results showed that the anti-corrosion ability of alloys in NaOH solution was three times higher than that of 304 and 316 stainless steels.Key words: Fe-Mn-Si based alloy, Shape memory effect, In-situ autogeny particles, Pre-deformation, Aging temperature, Thermo-mechanical training, Martensite transformationiii原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基形状记忆合金及性能研究vi 图表清单图清单图1.1 普通金属与形状记忆合金的应力应变示意图 (1)图1.2 形状记忆合金晶体转变的示意图 (6)图1.3 半热弹性相变合金中形状记忆效应示意图 (8)图1.4 应力诱发马氏体相变示意图 (9)图1.5Fe-30Mn-6Si合金晶粒尺寸对形状记忆效应的影响 (12)图2.1 形状记忆效应关系图 (18)图2.2Si对Fe-30Mn-Si合金ε马氏体相变体积变化率的影响 (19)图2.3试样材料加工工序示意图 (21)图2.4 板材拉伸试样图 (21)图2.5试样拉伸示意图 (22)图2.6电解抛光示意图 (23)图3.1 时效温度对形状回复率的影响 (25)图3.2 不同合金试样的最佳时效温度变化 (26)图3.34#合金试样不同时效处理温度下750℃回复退火后的金相组织 (27)图3.44#合金试样750℃时效处理下高倍显微组织 (28)图3.5 图3.4中A点颗粒成分 (28)图3.6 不同成分合金在750℃时效处理时的金相组织 (30)图3.7 实验工序图 (31)图3.8 试样经750℃回复退火时预变形量对形状回复率的影响 (32)图3.9 预变形量对合金的影响 (33)图3.10 训练次数和回复率之间的关系 (36)图3.11 热机械训练后合金金相组织 (37)图3.124#合金试样X射线衍射图样 (39)图4.1 时效温度对合金硬度的影响 (42)图4.2时效温度对试样屈服强度的影响 (44)图4.3回弹高度测量示意图 (45)图4.4 不同载荷下时效温度对回弹性的影响 (49)承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。
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