黎晓达 黄海帆

（广东工业大学 土木与交通工程学院）

0 引言

自1932年瑞典科学家奥兰德首次发现形状记忆效应以来，人类对形状记忆合金的研究已经持续了近百年。随着研究的深入，作为一种新型智能材料，形状记忆合金特有的超弹性和形状记忆效应等特性逐渐被人们所认知。将形状记忆合金的特性应用土木工程中，能够有效改善结构的受力情况，对结构的开裂、变形具有一定程度上的抑制和主动修复的作用。

1 形状记忆合金分类

目前被广泛应用的形状记忆合金主要有NiTi基、Cu基和Fe基三大类。这之中NiTi形状记忆合金具有最优秀的形状记忆效应和超弹性，被广泛应用于航天航空和生物医学领域，但是其生产成本较高，较Cu基和Fe基的更为昂贵，难以推广；对比之下Cu基形状记忆合金价格较为低廉，其价格约为NiTi形状记忆合金的十分之一，但是其综合力学性能较差并且形状记忆效应不稳定。与NiTi基、Cu基形状记忆合金相比，Fe基的成本低廉，并且具有较高的强度和较好的形状记忆效应，同时焊接性能较好，与土木行业实际需求相性良好，在土木工程领域具有较好的应用前景。

2 形状记忆合金主要性质

形状记忆效应和超弹性是形状记忆合金区别于一般材料最重要的两种性质，其本质都是形状记忆合金内部两种晶体形态，即马氏体和奥氏体相互转变在宏观上的具体表现，其中奥氏体转变为马氏体的过程称为马氏体相变，而马氏体转变为奥氏体的过程称为马氏体逆相变。……