形状记忆合金使用中的几个问题

显示形状记忆效应和超弹性的合金是一类新型的功能性材料,已在许多领域得到了应用,也有许多潜在的用途尚左发掘中。但是这类合金在使用中也产生了不少材料科学方面的问题,如相变点、淬透性、疲劳寿命等。本文从使用角度出发,讨论了这些问题的实质和解决这些问题的途径。     

CuZnAl形状记忆合金超弹性的研究

研究了不同热处理工艺、晶粒束缚以及工作温度、应力循环、热循环和应力热循 环对 ＣｕＺｎＡｌ合金超弹性的影响。试验结果表明：合金常规淬火获得最佳超弹性的 淬火加热温度为８９０℃，对于所研究的线材试样而言，保温时间与线材直径有关；合 金采用双相区淬火，可获得较好的超弹性，其最佳淬火加热温度为７００℃，保温时间 为１０ｍｉｎ；晶粒束缚影响合金的超弹性，ｇｓ／Ｄ越大，晶粒束缚越小，超弹性越好； 合金的超弹性与工作温度有关，超弹性最佳值是在Ａｆ点以上一段温度范围内．其下限 温度为Ａｆ点以上１７～２２℃。合金在应力循环后出现了循环软化现象而不是循环硬 化现象，应力循环后，相变的熵及焓变降低；热循环和应力热循环均使合金的相变点 提高。     

形状记忆合金超弹性弹簧的设计

基于Ｌｉａｎｇ的模型＾〔２〕对形状记忆合金（ＳＭＡ）弹簧在超弹性范围内的本构关系进行了数值仿真,针对ＮｉＴｉ基合金进行了ＳＭＡ超弹性螺旋弹簧的设计。     

形状记忆合金的研究现状及应用特点

简述了形状记忆合金的发展概况,介绍了形状记忆效应及其特性.综述了形状记忆合金材料的研究现状、发展趋势及应用特点.     

基于形状记忆合金超弹性的减振研究

章介绍了形状记忆合金(SMA)的一种本构关系和一种简单实用的回复力模型及其回复力公式，并对SMA复合梁的减振机理进行了分析和推导。试验结果表明，SMA具有较好的减振效果，是一种优质的减振材料。     

热处理对铜基形状记忆合金晶粒大小和相变点的影响

为了探讨不同热处理工艺对材料晶粒大小和Ms点的影响规律,对成分一定的铜基形状记忆合金(Cu-Mn-Al-Zn-Zr)制成的试样进行不同的热处理,分别采用金相法及电阻法对晶粒平均直径d和相变点Ms进行测定。结果表明,热处理对合金的晶粒大小和相变点影响较大,Ms与d-1/2之间存在线性关系。     

超弹性形状记忆合金简化多维本构模型

建立简单有效的多维本构模型是形状记忆合金(SMA)工程应用的关键问题之一.在NiTi形状记忆合金丝拉伸实验的基础上,根据Brison模型的相变动力学方程,得出了相变应力与加载条件的关系. 借助线性化方法,建立了SMA超弹性简化一维本构模型;基于塑性理论,将马氏体体积分数作为状态变量之一,推导了SMA超弹性简化多维本构模型,应用该模型对超弹性SMA进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较.分析结果表明:理论模型曲线与实验曲线接近,理论模型能够较为准确地模拟形状记忆合金的屈服机制和耗能能力.该本构模型可以用于模拟复杂荷载条件下的SMA超弹性特性.     

铜基形状记忆合金异常相变内耗的研究

文章研究了Cu-Al-Ni-Mn-Ti多晶形状记忆合金的异常相变内耗。实验结果和理论分析表明,合金的高温相变内耗峰在测量频率较低、马氏体片较多及升温速度较大的情况下,分解为一个"正峰"和一个"倒峰",这种现象是由于2种正、负耗散弹性模量的马氏体变体间相互作用引起的;具有负弹性模量的形状记忆合金能够稳定存在的条件,是需要从环境吸收热量引起熵的增加。     

形状记忆合金及机敏复合材料(英)

叙述了形状记忆合金的形状记忆效应机制,并且针对形状记忆合金与其他功能材料复合而成的机敏复合材料,结合作者的研究工作对各种复合材料的性能和应用进行了研究讨论．     

热处理对CuAlNiMnTi形状记忆合金相变滞后的影响

用电阻法、金相分析、电镜分析及Ｘ射线衍射等研究了热处理对ＣｕＡｌ－ＮｉＭｎＴｉ形状记忆合金相变滞后（Ａｆ—Ｍｓ）的影响．研究结果表明：淬火合金时效处理时，相变点急剧下降，时效初期相变滞后明显增大，后趋于稳定．淬火合金６００℃中温处理时，相变点下降，相变量减小．而热弹性马氏体相变类型则从Ｉ型转变到Ⅱ型，然后再转变到Ｉ型；伴随着热弹性马氏体相变类型的变化，相变滞后开始降低，然后增加．这是因为时效处理时析出ＮｉＡｌ基相，中温处理时析出ａ相所致．     

形状记忆合金短纤维增强复合材料的热相变行为

基于Eshelby等效夹杂模型和Mori—Tanaka的场平均法，考虑到形状记忆合金材料的强物理非线性和基体材料的弹塑性，发展了增量型的等效夹杂模型．基于该模型，探讨了形状记忆合金短纤维增强弹塑性基复合材料在应力自由状态下的热相变特性，特别研究了基体材料的塑性对复合材料热相变特性的影响．计算结果表明：当基体进入屈服阶段后，在复合材料卸载过程中出现残余应力；弹塑性基体复合材料的特征相变温度偏移随纤维体积分数的变化规律与弹性基体复合材料的变化规律不同，其热相变特性有显著的区别．     

新形式超弹性形状记忆合金线材力学性能试验研究

超弹性是形状记忆合金(SMA)的重要特性之一.鉴于钢绞线在力学性能上的优势,提出一种新形式的SMA线材--SMA绞线,其目的在于将其埋设到土木工程领域的混凝土构件中.通过试验,主要研究了应变幅值和加卸载循环次数对普通圆截面SMA丝材和SMA绞线的应力诱发马氏体相变应力、残余应变、最大相变应变和耗能能力的影响.研究结果表明,SMA绞线比SMA丝具有更好的力学性能.建议在工程应用中将SMA的线材形式作为一项影响其超弹性力学性能的因素.     

基于形状记忆合金超弹性阻尼器的结构振动控制和地震时程分析

首先讨论了一种NiTi形状记忆合金(SMA)丝超弹性耗能原理，然后分析了SMA丝耗能能力与预应变之间的关系．本文还设计了一种用于框架结构振动控制的SMA超弹性阻尼器，并将该种阻尼器安装在2层框架结构模型上，进行了框架结构振动控制实验，实验结果表明该种阻尼器的耗能效果明显，可以显著提高框架结构的振动衰减速率．同时，在地震波强迫振动条件下，对该框架结构进行了动力响应有限元法模拟，计算结果显示安装了SMA阻尼器后，框架的振动响应幅度大幅降低，振动衰减速度大幅提高．     

形状记忆合金的功能动力学特性

形状记忆合金是一种特殊且新颖的功能材料，通过适当调节成分和控制热处理工艺可使其表现出三大特性：形状记忆效应，超弹性，高阻尼能力，但目前对超弹性和与其密切相关的阻尼性能研究的相对较少。本文主要介绍了形状记忆合金相变超弹性的恢复力模型及其特点，分析了相变超弹性发生过程中阻尼和刚度的变化及与组织的对应关系，重点讨论了超弹性对阻尼性能的影响及其在减振方面应用的优越性，从而为形状记忆合金超弹性和阻尼性能的应用提供参考。     

多晶TiNi和CuZnAl形状记忆合金中的织构转变

用X射线织构仪测定了TiNi和CuZnAl合金的母相奥氏体、产品相马氏体的极图,计算了测定极图各自的位向分布函数。分析结果表明,TiNi合金奥氏体具有一个弱的织构组元{4,0,3}〈0,1,0〉和一个α纤维织构,TiNiCu合金马氏体有6个主要的织构组元;CuZnAl合金奥氏体织构是一个纤维织构,其纤维轴为〈1,1,0〉平行于轧向,位向密度沿纤维轴从{001}〈1-10〉到{111}〈1-10〉扩展,在位向{001}〈1-10〉附近,获得最大位向密度为26.9。CuZnAl合金马氏体有10个主要的织构组元。从奥氏体与马氏体的织构分析发现,两者织构是相互关联的,一个奥氏体的织构组元对应多个马氏体的织构组元,此结果符合马氏体形成自适应形貌的要求。     

一种新型形状记忆合金(SMA)-粘滞阻尼器

利用形状记忆合金的优良力学性能,设计出了一种性能良好的SMA-粘滞阻尼器,利用分段线性化模型推导出阻尼器的力学性能,并进行了仿真计算.计算结果表明:该阻尼器有良好的耗能能力,在大跨度桥梁低频振动控制方面有较好的应用前景.