B19' 马氏体的塑性变形：其在 NiTi 技术中的关键作用

Nitinol 技术除了利用源自 B2 立方到 B19' 单斜马氏体相变的功能性热机械性能外，还利用了 NiTi 在马氏体状态下优异的塑性变形能力。这源于 B19' 马氏体通过 kwinking（由基于位错滑移的弯折辅助并以变形孪晶为辅的塑性变形机制）的独特塑性变形机制。尽管马氏体通过 kwinking 发生塑性变形的机制直到最近才被揭示，但在过去 50 年中，文献中已报道了各种只能通过 kwinking 来解释的异常现象。这些现象包括：1) 不产生裂纹的高减缩率冷加工；2) 马氏体状态下优异的塑性变形能力（在应力 >1GPa 下塑性变形高达约 80% 应变）；3) 通过拉伸变形将奥氏体微观结构细化至准非晶态；4) 在奥氏体微观结构中观察到高密度的 {114} 变形带；5) 在拉伸试验中，强化 NiTi 丝在塑性屈服开始时通过颈缩发生系统性断裂；6) 在拉伸试验中通过传播 Lüders 带前沿产生局部塑性变形，具有极大的局部应变（约 40%）；7) 在超弹性拉伸试验中异常长的上应力平台（>8% 应变）；8) 在恒定应力下的单个闭环冷却/加热循环中产生的大塑性应变（> 20%）；9) 在外部约束下加热对已退火的 NiTi 进行形状设定。最后，我们讨论了在 NiTi 热机械行为的本构建模中如何考虑 kwinking 变形，特别是 kwinking 变形在 NiTi 技术中的作用。