形状记忆合金及其应用PDF电子书下载

前言页 1

前言 1

1 绪论 1

1.1 形状记忆合金的发展历史 1

1.2 形状记忆合金中的几个基本概念 3

2 马氏体相变 10

2.1 概述 10

2.2 马氏体相变的一般特征 11

2.2.1 无扩散性相变 11

2.2.2 切变性相变 12

2.2.3 共格性相变 14

2.2.4 晶体缺陷与相变可逆性 15

2.3 马氏体相变的热力学特征 16

2.4.1 Bain转变模型 19

2.4 马氏体相变机制的几个晶体学经典模型 19

2.4.2 K-S转变模型 20

2.4.3 西山转变模型 22

2.4.4 G-T转变模型 24

3 热弹性马氏体相变 26

3.1 概述 26

3.2 热弹性马氏体相变的一般特征 27

3.2.1 马氏体量是温度的函数 27

3.2.2 相变温度滞后小，相变驱动力小 28

3.2.3 相界面和马氏体晶界有良好的协调性 30

3.3 热弹性马氏体相变的热力学特征 31

3.3.1 两类热弹性马氏体相变 31

3.3.2 两个特征温度关系式的证明 33

3.4 热弹性马氏体相变的晶体学特征 36

3.4.1 具有晶体学可逆性 36

3.4.2 β相合金的晶体结构特征及其分类 37

3.4.3 马氏体相的周期堆垛结构 39

4 形状记忆效应的应变回复机制 44

4.1 金属晶体的变形 44

4.1.1 滑移变形 44

4.1.2 孪生变形 46

4.1.3 形变结构 48

4.1.4 马氏体相变的不变平面应变 48

4.2 形状记忆合金的变形 52

4.2.1 晶体结构的对应关系 52

4.2.2 相变应变中菱形状变体片群的自协作 57

4.2.3 TiNiCu合金中斜方晶变体片群的自协作 59

4.2.4 M1温度以下马氏体变体的变形方式 62

4.3 形状记忆效应的形状回复机制 66

4.3.1 形状回复的原因 66

4.3.2 最大回复应变量与试样位向关系 69

5 应力诱发马氏体相变及相变伪弹性 73

5.1 概述 73

5.2 应力诱发马氏体相变 74

5.2.1 相变伪弹性 74

5.2.2 应力诱发马氏体相变热力学 76

5.2.3 应力诱发马氏体相变中的试样位向关系 80

5.3 马氏体之间的应力诱发相变及其多台阶相变伪弹性 82

5.3.1 多台阶相变伪弹性 82

5.3.2 马氏体之间应力诱发相变热力学 86

5.3.3 马氏体之间应力诱发相变晶体学 88

6 TiNi形状记忆合金 93

6.1 TiNi合金的晶体变态 93

6.1.1 TiNi合金的晶体结构 93

6.1.2 TiNi合金的依次相变和R相变 94

6.1.3 TiNi合金等原子比附近的状态图 98

6.2.1 相变温度点的控制 99

6.2 TiNi合金相变温度点的控制与添加第三元素的影响 99

6.2.2 第三元素的添加对相变的影响 100

6.3 TiNi合金的性能 105

6.3.1 基础物性 105

6.3.2 机械性能 109

6.3.3 形状记忆特性 112

6.3.4 晶粒细化对形状记忆特性的影响 113

6.4 TiNi合金的全方位形状记忆效应 115

7 铜基形状记忆合金 124

7.1 铜基形状记忆合金的种类及其变形行为 124

7.1.1 铜基合金状态图 125

7.1.2 铜基合金相变温度的调节与控制 127

7.1.3 铜基合金单晶和多晶试样的变形行为比较 131

7.2 铜基形状记忆合金形状记忆特性的稳定性 134

7.2.1 热循环效应 134

7.2.2 反复变形效应 138

7.2.3 时效效应 140

7.3 铜基形状记忆合金的疲劳寿命与破坏机制 148

7.3.1 疲劳寿命 149

7.3.2 破坏与破坏机制 151

7.4 铜基形状记忆合金的晶粒细化 157

8 铁基形状记忆合金 163

8.1 铁基形状记忆合金的种类与概述 163

8.2 铁基形状记忆合金形状记忆效应的机制 165

8.3 铁基形状记忆合金的性能改善 168

8.3.1 热处理训练效应 168

8.3.2 提高耐腐蚀性 169

8.3.3 探索良好形状记忆效应的铁基合金的途径 171

9 形状记忆合金的制作方法 174

9.1 TiNi形状记忆合金 174

9.1.1 TiNi合金的熔炼 174

9.1.2 TiNi合金的加工 176

9.1.3 TiNi合金的形状记忆处理 178

9.2 铜基形状记忆合金 183

9.2.1 铜基合金的熔炼 183

9.2.2 铜基合金的加工 187

9.2.3 铜基合金的形状记忆处理 188

10 形状记忆合金的使用方法 193

10.1 实用形状记忆合金的特点与利用 193

10.1.1 偏压式与差动式动作元件 193

10.1.2 形状记忆合金元件和双金属片 197

10.1.3 超弹性形状记忆效应的特点及其利用 198

10.1.4 R相变的特点及其利用 204

10.2 形状记忆合金元件的设计方法 208

10.2.1 螺旋弹簧的计算与设计 209

10.2.2 其它几种弹簧形式的计算与设计 222

11.2 几个典型的应用课题 230

11.2.1 形状记忆合金发动机 230

11.1 概述 230

11 形状记忆合金的应用 230

11.2.2 形状记忆合金机器人 237

11.2.3 形状记忆合金人工心脏 243

11.3 形状记忆合金在工业中的应用 244

11.4 形状记忆合金在医学领域中的应用 255

11.4.1 TiNi合金对生物体的相容性 256

11.4.2 TiNi合金在牙科中的应用 262

11.4.3 TiNi合金在整形外科中的应用 264

11.4.4 TiNi合金在其它方面的应用 268

11.5 形状记忆合金在日常生活用品中的应用 273

11.6 形状记忆合金在其它领域的应用 279

附表 290

附表1 290

附表2 291