超彈性和偽彈性.docx

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1、超彈性”和“偽彈性”是指在應(yīng)力消除后，可恢復(fù)的應(yīng)變量不同，前者是完全恢復(fù)，后者是部分恢復(fù)，殘余變形可通過(guò)后續(xù)的加熱進(jìn)行恢復(fù)。實(shí)際上，它們?cè)诒举|(zhì)上是一樣的，所以這兩個(gè)概念經(jīng)常被混淆使用。圖2-18所示Cu-38.9Zn單晶在-77℃(合金的Ms=-125℃）形變，至應(yīng)變達(dá)9%時(shí)呈完全的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體態(tài)，卸去應(yīng)力后，應(yīng)力-應(yīng)變曲線上出現(xiàn)回線，呈現(xiàn)超彈性。對(duì)不同合金或?qū)ν缓辖鹪诓煌瑴囟认率┘討?yīng)力后，卸載后會(huì)出現(xiàn)不同的應(yīng)變恢復(fù)情況，有的呈現(xiàn)偽彈性——應(yīng)變部分恢復(fù)。偽彈性看起來(lái)像彈性變形，但其應(yīng)力-應(yīng)變曲線是非彈性的，因此被稱為偽彈性(或由于其可逆變形量大又被稱為超彈性）。但是，偽彈性與一般的彈性變形

2、無(wú)關(guān)，僅與應(yīng)力誘發(fā)相變和熱彈性相變有關(guān)。偽彈性與熱誘發(fā)形狀記憶效應(yīng)完全相似。在偽彈性的情況下，試樣的形狀隨外加應(yīng)力的變化而變化。應(yīng)變量達(dá)8%的多晶體材料，當(dāng)外加應(yīng)力去除后，不用加熱即可完全恢復(fù)原狀。圖2-19用應(yīng)力-應(yīng)變曲線示意性地說(shuō)明了這種行為。材料的原始狀態(tài)不同，偽彈性機(jī)理也不同，可分為3種不同情況。(1）相變引起的偽彈性：當(dāng)原始組織由馬氏體組成時(shí)，在某一溫度下(Af

3、行。CD段表示相變結(jié)束后在應(yīng)力作用下馬氏體發(fā)生彈性變形。在D點(diǎn)馬氏體開(kāi)始屈服(σD=σY）并發(fā)生塑性變形直到E點(diǎn)斷裂為止。如果在D點(diǎn)之前應(yīng)力被取消，例如在點(diǎn)C’，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?yōu)棣臗’則通過(guò)幾步應(yīng)變可恢復(fù)。首先發(fā)生馬氏體的彈性恢復(fù)，如圖中的C’F段所表示。F點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力是在卸載過(guò)程中應(yīng)力誘發(fā)馬氏體能夠存在的最大應(yīng)力，因此在該點(diǎn)開(kāi)始發(fā)生馬氏體向奧氏體的逆相變（σF=σM→A），隨后馬氏體量不斷減少直到奧氏體完全恢復(fù)(G點(diǎn)）。GH段表示奧氏體的彈性恢復(fù)。應(yīng)變能夠完全恢復(fù)取決于加載或卸載期間是否發(fā)生不可逆變形。σA→M和σM→A的值取決于變形溫度、奧氏體的晶體位向、材料是單晶體還是多晶體。(2）再取向引

4、起的偽彈性：當(dāng)原始組織為馬氏體時(shí)，低溫（TdAf時(shí)，通過(guò)相變獲得不穩(wěn)定的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體。首先，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)上不穩(wěn)定的應(yīng)力誘發(fā)馬氏體。相變完成之后，馬氏體中存在著彈性應(yīng)力，直到再取向馬氏體生成，應(yīng)力才消失。卸載的過(guò)程中，以上過(guò)程都可以逆向進(jìn)行。通常在實(shí)際應(yīng)用中，多用超彈性來(lái)描述應(yīng)力消除后所產(chǎn)生的應(yīng)變。