《表1 Ni Tinol与结构用钢的基本材料特性》

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《基于超弹性形状记忆合金的钢结构抗震研究进展》

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广义上，SMA代表了一系列具有形状记忆或超弹性效应的合金，包括镍钛合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。其中，镍钛合金（NiTinol）由于其稳定的性能、合适的工作温度以及较为成熟的生产工艺被认为是土木工程领域最具应用潜力的SMA类型之一。表1给出了NiTinol的基本物理与力学特性，并与常规结构用钢进行了对比。NiTinol的主要成分是近似等原子比的镍元素和钛元素，其恢复应变能达到8%以上，且具有很好的防腐蚀特性。NiTinol的相变温度可以通过微调两种元素的原子比进行改变，但值得一提的是，除了材料本身的成分以外，后续的热处理工艺也对NiTinol的力学特性有很大的影响。有研究[3]发现，不同的热处理温度与热处理时间均会影响NiTinol的相变温度，因此，合适的热处理工艺对保证材料在一定温度范围内具有所期望的力学性能（例如常温下超弹性性能）至关重要。另外，热处理过程直接影响NiTinol中Ti3Ni4的析出程度，其与材料的力学性能密切相关。以国产超弹性Ti-Ni50.8at.%为例，在400℃至450℃的温度下退火15～30 min可以保证材料在常温下具有良好的超弹性特性[3]，这与试件的尺寸有关，尺寸越大，所需的热处理温度越高，时间越长。