新型材料的熱處理

新型材料的熱處理，形狀記憶合金的熱處理主要是圍繞其熱彈性馬氏體相變而展開的。形狀記憶效應的含義是：某些具有熱彈性馬氏體相變動合金材料，在馬氏體狀態，進行一定限度的變形或變形誘發馬氏體後，則在隨後的加熱過程中，當溫度超過馬氏體相消失的溫度時，材料能完全恢復到變形前的形狀和體積。

簡介概況

新型材料的熱處理，形狀記憶合金的熱處理主要是圍繞其熱彈性馬氏體相變而展開的。

形式分類

合金熱處理

到目前為止，發現具有形狀記憶效應的合金有20餘種，但得到實際套用四隻百Ni-Ti和Cu-Zn-Al系合金。前者抗蝕性好。疲勞壽命高，適用於人體植入、生物、航天及原子工程。後者價格低廉（僅為前者的1/10），加工性能好，可普遍套用於各工業領域。
近年來，形狀記憶合金的套用領域不斷擴大。例如，已做成噴氣戰鬥機的液壓系統導管；利用低質能源的固體發動機；航天工程上的可摺疊宇航天線；醫學上用的牙齒整畸弓絲；矯正脊椎骨的哈氏棒；電器工業上的自動觸頭，保全裝置；控制上的熱敏元件，溫度開關；直至玩具和生活用品。
形狀記憶合金的熱處理主要是圍繞其熱彈性馬氏體相變而展開的。形狀記憶效應的含義是：某些具有熱彈性馬氏體相變動合金材料，在馬氏體狀態，進行一定限度的變形或變形誘發馬氏體後，則在隨後的加熱過程中，當溫度超過馬氏體相消失的溫度時，材料能完全恢復到變形前的形狀和體積。
馬氏體相變最初是在鋼中發現的現象，並作為鋼的熱處理技術基礎加以研究；而形狀記憶合金的記憶效應則是靠材料中發生熱彈性馬氏體相變所產生的，它已成為馬氏體相變領域中占據首要地位的研究課題，並開闢了馬氏體套用研究的新領域。現在研究較多的有Ti-Ni，Au-Cd，Cu-Zn，Ag-Cd，Ni-Al，Co-Ni，Fe-Ni等十數個系列。馬氏體相變是一種固態相變，是一種偽切變引起原子短程擴散的相變。通過對形狀記憶合金的研究，認為只有在具備馬氏體相變是熱彈性的及馬氏體屬於對稱性低的點陣結構，而母相晶體為對稱性較高的立方點陣結構，並且大都是有序的等條件時才會有記憶效應。
具有形狀記憶效應的合金稱為記憶合金，其形狀記憶效應產生的主要原因是相變。大部分形狀記憶合金的相變是具有可逆性的熱彈性馬氏體相變，而溫度和應力是熱彈性馬氏體相變的兩個獨立變數，因此，形狀記憶合金的熱處理是影響其形狀記憶效應的關鍵因素之一。熱處理工藝主要有以下幾個方面。

淬火熱處理

母相（奧氏體）經高溫迅速淬火會受到淬火空位和位錯的互動作用而強化。溫度越高強化也更為顯著，淬火冷卻速度增如也會強化母相，但過分強化又會影響馬氏體轉變的進行，從而影響記憶回復轉變，一般要根據不同材料而選擇不同的淬火介質。

熱預變形處理

為了強化母相（奧氏體）提高滑夠變形的抗力，但同時又不能使馬氏體相變發生因難，除了合金元素的作用之外，熱預變形也是一種有效的方法，即在高溫獲得奧氏體相後，再在高於Ms點以上溫度進行熱預變形，則既可以使母相奧氏體得到強化，同時又不產生馬氏體，從而使合金的記憶效應得到明顯提高。但熱預變形溫度過高會產生相反影響，使母相強度下降。在應變過程中產生滑移，從而降低記憶效應。同樣，熱預變形時應變數過大，會使母相內缺陷增多而降低記憶效應。