自TiNi合金中发现形状记忆效应至今己有五十余年，有关TiNi合金的基础理论与应用研究获得了极大进展。TiNi基合金的发展历史可分为3个阶段:①1963~1986年，开展了初步的基础研宄，包括相变行为、晶体结构、显微组织、力学性能和冶炼加工制备技术等。TiNi基合金管接头、牙齿矫形丝和骨科器械已进入市场。② 1987~1 9 9 4年，深入细致地研究了基础理论，包括形状恢复机制、线性超弹性和非线性超弹性的影响因素等。此 时 期 是 TiNi合金工程应用的鼎盛时期 。③ 1995年至今，新的加工技术与基础理论问题不断出现，如烧结、磁控溅射、剧烈塑性变形以及增材制造等新技术，以及马氏体的几何非线性理论、应变玻璃及其奇异特性等 。
为更好地理解后续章节内容，本节简要回顾TiNi基形状记忆合金的相图、相结构以及相变行为等。更具体的基础研宄与应用方面的内容可参阅相关书籍与综述性论文。
相图是制订合金热处理工艺和调控性能的重要依据。研 究 者 对 TiNi 二元合金相 图的 研 宄 自 2 0 世 纪 5 0 年代开始，经过长期争论，直 到 1999年 才 由 Otsuka与 R e n等最终确定。图 1-9所 示 为 Otsuka等 在 Massalski等报道的相图 [56]基础上修正而来，插 图 所 示 为 TiNi相 与 Ti3Ni4之间的相平衡情况。 Otsuka等的修正主要是取消了 TiNi相 在 630°C左右的共 析 分 解 与 109(TC时 TiNi相的有序-无序转变 。TiNi合金的形状记忆效应由位于等原子比成分附近的TiNi相实现，如 图 1-9 所示。TiNi相 是 B 2 有序结构，室温晶格常数为0.3015nm。描述马氏体相变时，常 采 用 B 2 表示母相。Ti2N i相为立方结构，空 间 群 为 F d 3 m。晶 格 常 数 为 1.132mn，单 胞 中 含 有 9 6 个原子。T i N i合金在熔炼过程中由于残余氧的影响，常出现 Ti4Ni20 相 ，其 晶 体 结 构 与 Ti2Ni — 致 。TiNi3 相 为 六 方 结 构 ，其晶格常数为 a=0.5101 Onm, c=0.83067nm 和 c/a-l.GSSW53、 由图可见，在富 Ti 一侧，溶解度极限几乎不受温度影响；在 富 Ni — 侧，溶解度极限随温度降低而下降。这意味着可以利用时效强化来改善富N i 的 TiNi合金的性能。时效处理对富T i的 TiNi块体合金并无效果，但在非晶薄膜的晶化中，可以获得了 Ti2N i相 与 G P 区等强化相1581。
目前对富N i 的 TiNi 二元合金的时效过程已有大量研宄。随时效温度升高或时间延长，富 N i 的 TiNi合金中析出相依次为Ti3Ni4— Ti2Ni3— TiNi3，其中前两者为亚稳相,TiNi3为稳定相[59]。弥散分布的共格Ti3N U 析出相常被用来强化基体，因此对其研宂最为充分。丁丨3犯4相为菱方结构，属 R 3 空间群，单胞中含有6 个 Ti原子 和 8 个 N i 原子，晶格常数为a=0.670nm, a = 113.8°[6(^ 2]。图 1-10所 示 为 Ti3Ni4 相 在 基 面 上 的 堆 垛 情 况 [62]，基 面 为 (001)h。Ti3Ni4 相 与 B 2 母相的取向关系为 (001)h//(lll)B2, [010y/[2l3]B2。
为更好地理解后续章节内容，本节简要回顾TiNi基形状记忆合金的相图、相结构以及相变行为等。更具体的基础研宄与应用方面的内容可参阅相关书籍与综述性论文。
相图是制订合金热处理工艺和调控性能的重要依据。研 究 者 对 TiNi 二元合金相 图的 研 宄 自 2 0 世 纪 5 0 年代开始，经过长期争论，直 到 1999年 才 由 Otsuka与 R e n等最终确定。图 1-9所 示 为 Otsuka等 在 Massalski等报道的相图 [56]基础上修正而来，插 图 所 示 为 TiNi相 与 Ti3Ni4之间的相平衡情况。 Otsuka等的修正主要是取消了 TiNi相 在 630°C左右的共 析 分 解 与 109(TC时 TiNi相的有序-无序转变 。TiNi合金的形状记忆效应由位于等原子比成分附近的TiNi相实现，如 图 1-9 所示。TiNi相 是 B 2 有序结构，室温晶格常数为0.3015nm。描述马氏体相变时，常 采 用 B 2 表示母相。Ti2N i相为立方结构，空 间 群 为 F d 3 m。晶 格 常 数 为 1.132mn，单 胞 中 含 有 9 6 个原子。T i N i合金在熔炼过程中由于残余氧的影响，常出现 Ti4Ni20 相 ，其 晶 体 结 构 与 Ti2Ni — 致 。TiNi3 相 为 六 方 结 构 ，其晶格常数为 a=0.5101 Onm, c=0.83067nm 和 c/a-l.GSSW53、 由图可见，在富 Ti 一侧，溶解度极限几乎不受温度影响；在 富 Ni — 侧，溶解度极限随温度降低而下降。这意味着可以利用时效强化来改善富N i 的 TiNi合金的性能。时效处理对富T i的 TiNi块体合金并无效果，但在非晶薄膜的晶化中，可以获得了 Ti2N i相 与 G P 区等强化相1581。
目前对富N i 的 TiNi 二元合金的时效过程已有大量研宄。随时效温度升高或时间延长，富 N i 的 TiNi合金中析出相依次为Ti3Ni4— Ti2Ni3— TiNi3，其中前两者为亚稳相,TiNi3为稳定相[59]。弥散分布的共格Ti3N U 析出相常被用来强化基体，因此对其研宂最为充分。丁丨3犯4相为菱方结构，属 R 3 空间群，单胞中含有6 个 Ti原子 和 8 个 N i 原子，晶格常数为a=0.670nm, a = 113.8°[6(^ 2]。图 1-10所 示 为 Ti3Ni4 相 在 基 面 上 的 堆 垛 情 况 [62]，基 面 为 (001)h。Ti3Ni4 相 与 B 2 母相的取向关系为 (001)h//(lll)B2, [010y/[2l3]B2。