Двойная память

По мере охлаждения аустенита в его решетке развиваются процессы, подготавливающие ее перестройку в решетку мартенсита (снижение модуля упругости). Решетка аустенита как бы устойчивость по отношению к смещению атомов в определенных направлениях. Чем ближе подходим к температуре начала мартенситных превращений, тем больше «ослабляется» решетка. Вблизи температуры Мн подготовительные процессы зашли достаточно далеко (немного охладить и произойдет перестройка в решетку мартенсита) достаточно легкого толчка, чтобы вызвать перестройку. Этот толчок дает внешнее напряжение, стремящееся вызвать сдвиг атомов в ослабленных направлениях.

При высокой температуре (вдали от Мн) подвешиваем груз и начинаем охлаждение. Вначале действие груза вызовет небольшую упругую деформацию решетки аустенита (закон Гука). При охлаждении вблизи достаточно Мн наступит момент, это же напряжение вызовет А→М превращение. Последующий нагрев вызовет обратные превращения. (предел упругости высокотемпературной фазы нитинола близок к 1000 МПа, поэтому напряжения возникающие в сплаве, если препятствовать вспомнить форму, имеют такую же величину.)

При нагреве и охлаждении стержня в нем каждый раз будут происходить одни и те же превращения. Каждый раз при охлаждении образуются одни и те же кристаллы мартенсита, «избранные» внешним напряжением, каждый раз они появляются всегда на одном и том же месте. Данное явление объясняется наличием в структуре аустенита неоднородности – границы зерен, дислокации, мелкие частички других фаз, создающие поля внутренних напряжений. Данные напряжения вместе с напряжением, создаваемым внешней силой, способствуют росту кристаллов мартенсита, ориентировка которых лучше всего соответствует равнодействующей всех сил, возникающих в данном участке образца. Циклические переходы аустенита в мартенсит и обратно не проходят бесследно для структуры образца, несмотря на то, что накопленная при охлаждении деформация практически полностью исчезает при нагреве. Структура аустенита «привыкает» к появлению именно этих кристаллов и именно в определенных местах. Вырабатывается вторая память сплава – «память холодной формы». Теперь уже без внешней нагрузки сплав деформируется при охлаждении в том же направлении, а при нагреве восстанавливает исходную форму. Однако если охлаждением под нагрузкой можно получить ~ 10% относительную деформацию, то такой сплав дает деформацию всего 1 – 3%.