G-T模型能很好地解释马氏体转变的点阵改组、宏观变形、位向关系及亚结构的变化。但不能解释惯习面不应变不转动，也不能解释碳钢（1.40%C）的位向关系。第30页，共61页，星期日，2025年，2月5日4.2热弹性马氏体相变（1）Ms，Mf：降温过程中，奥氏体将转变成马氏体，马氏体转变开始和终了温度；（2）As，Af：加热过程中，马氏体逆相变开始和终了的温度；（3）按As-Ms的大小和马氏体的生长将马氏体相变分成非热弹性和热弹性马氏体相变两类。（4）如右图所示，Fe-Ni合金的相变为非热弹性马氏体相变；Au-Cd合金的相变为热弹性马氏体相变第31页，共61页，星期日，2025年，2月5日特征：1）相变温度滞后小；2）突发式成核并长大；3）新相于母相保持弹性平衡；4）降温时，马氏体继续长大，相界面能往复运动；5）相变速率与成核与马氏体生脏都有关；6）形状应变为弹性协作。不符合非热弹性马氏体相变部分符合半热弹性热弹性符合第32页，共61页，星期日，2025年，2月5日非热弹性马氏体相变过程奥氏体降温马氏体形核迅速长大继续降温最终马氏体量与马氏体片生长速率无关，是由成核速率和马氏体片的大小决定的。热弹性体马氏体相变过程奥氏体降温马氏体突发形核长大继续长大弹性平衡继续降温新的形核并长大相变速率与成核和长大速率都有关马氏体片不再长大第33页，共61页，星期日，2025年，2月5日热弹性马氏体相变的晶体学特征：1、条件：进行热弹性马氏体相变的条件是相变时不发生局部范性形变的合金。母相的有序化，有利于提高母相的弹性极限，使母相不发生局部的范性形变，同时有利于马氏体逆相变时恢复形状，因此有利于产生热弹性马氏体相变。CsCl型：B2型结构，Pm3m空间群，Fe3Pt型：L1型结构，Pm3m空间群，a=0.375nm2、三类主要的马氏体相变合金Fe3Al型：D03型结构，Fm3m的空间群，a=0.5793nm第34页，共61页，星期日，2025年，2月5日4.3形状记忆合金（SMA）形状记忆效应（SMA）：如果将具有热弹性转变的合金在一定条件下施加外力或将其冷却到该合金的Ms点（或Mf）点以下并使之发生形状改变，如果再将这种合金加热到高温相状态（即As点以上）使马氏体发生逆转变，此时合金又会自动地恢复到变形前的形状。这种现象称为“形状记忆效应”。第35页，共61页，星期日，2025年，2月5日马氏体的形变与加热后的形状记忆第36页，共61页，星期日，2025年，2月5日形状记忆效应简易演示实验(a)原始形状(b)拉直(c)加热后恢复第37页，共61页，星期日，2025年，2月5日1951年美国的Lead首先在Au-Cd、In-Ti合金中发现形状记忆效应，他利用Au-47.5%Cd合金的记忆效应制作升降机模型，但由于合金元素价格高、有毒，没有进行实用化尝试而销声匿迹。1963年美国海军研究所的W.Bueher等人发现Ni-Ti合金也有形状记忆效应，并设计了新的机械实验装置，受到许多研究者的关注。1969年美国Raychem公司生产Ti-Ni-Fe记忆合金管接头用于F14战斗机上的液压管路系统连接，这是SMA第一次成功应用。70年代以后SMA真正进入实用化阶段。至80年代末SMA的研究才遍及世界。90年代初，该合金得到进一步的发展，现已出现第三代形状记忆合金，且进入商品化阶段。SMA的发展过程第38页，共61页，星期日，2025年，2月5日形状记忆合金可以分为三种：
（1）单程记忆效应
形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。
（2）双程记忆效应
某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。
（3）全程记忆效应
加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。第39页，共61页，星期日，2025年，2月5日第40页，共61页，星期日，2025年，2月5日应力诱发的马氏体相变和伪弹性应力诱发的马氏体相变定义：在外力作用下，及即使温度高于Af点，形状记忆合金也发生马氏体相变。伪弹性：形状记忆合金在应力诱发的马氏体相变时所表示出来的超塑性形变行为。伪弹性产生的条件：临界应力大；外加应力不能大于临界应力（保证不产生滑移）；第41页，共61页，星期日，2025年，2月5日4.4TiNi合金4.4.1