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富氢环境下镍钛形状记忆合金弹簧变形行为的实验和理论研究 被引量:3
1
作者 姜晗 于超 康国政 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期422-432,共11页
镍钛形状记忆合金器件在某些特定服役环境下不可避免地与氢接触,导致其力学性能发生改变.实验研究方面,通过对两种构型(弹簧指数为8.5和11.7)的镍钛合金弹簧进行异位电解充氢,随后对充氢和未充氢镍钛合金弹簧进行不同幅值的拉伸-卸载实... 镍钛形状记忆合金器件在某些特定服役环境下不可避免地与氢接触,导致其力学性能发生改变.实验研究方面,通过对两种构型(弹簧指数为8.5和11.7)的镍钛合金弹簧进行异位电解充氢,随后对充氢和未充氢镍钛合金弹簧进行不同幅值的拉伸-卸载实验,揭示了氢对超弹性镍钛合金弹簧变形行为的影响.结果表明,氢会显著影响弹簧的相变硬化行为,并且使马氏体相变临界力下降地更为迅速.理论研究方面,基于实验结果,在不可逆热力学框架下构建了镍钛形状记忆合金力-扩散耦合本构模型.在该本构模型中,考虑了与弹性,马氏体相变和氢致膨胀相关的应变和氢浓度场对马氏体相变的影响.通过建立的Helmholtz自由能推导出相变行为的热力学驱动力.基于质量守恒定律和Fick定律,得到氢浓度场的演化方程.为了准确地描述充氢和未充氢镍钛合金弹簧的变形行为,在建立的本构模型基础上,进一步发展了描述弹簧力-扩散耦合变形行为并考虑其扭转、弯曲变形模式的半解析模型.通过与实验结果的对比,可以发现,提出的半解析理论模型能够很好地预测富氢环境下超弹性镍钛合金弹簧的变形行为. 展开更多
关键词 形状记忆合金 弹簧 富氢环境 力-扩散耦合 半解析模型
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镍钛形状记忆合金丝材加工工艺及其影响因素 被引量:17
2
作者 袁志山 王江波 +3 位作者 李崇剑 刘伟 缪卫东 吕保国 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第5期111-115,共5页
综述了TiNi形状记忆合金医用丝材加工工艺,包括热加工、冷加工和热处理工艺,对影响产品质量的因素进行评价。TiNi合金由于具有优良的超弹性、形状记忆性能、耐蚀性和生物相容性,而被广泛用于医疗器械领域,如牙弓丝、血管内支架等。
关键词 形状记忆合金 合金 超弹性 拉拔 血管内支架 牙弓丝
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钛镍形状记忆合金丝材力学性能研究 被引量:6
3
作者 袁志山 吴艳华 +2 位作者 周瑾 繆卫东 朱明 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第14期183-186,190,共5页
通过热处理和拉伸测试等手段研究了不同加工状态TiNiCu、TiNiCr和TiNi钛镍形状记忆合金丝材力学性能和超弹性能。研究结果表明,通过优化热处理工艺参数使不同合金成分和状态钛镍形状记忆合金获得较好的超弹性能。热加工态二元钛镍形状... 通过热处理和拉伸测试等手段研究了不同加工状态TiNiCu、TiNiCr和TiNi钛镍形状记忆合金丝材力学性能和超弹性能。研究结果表明,通过优化热处理工艺参数使不同合金成分和状态钛镍形状记忆合金获得较好的超弹性能。热加工态二元钛镍形状记忆合金在400℃保温15和30 min水冷能获得理想的超弹性。冷加工态二元钛镍形状记忆合金在450℃保温30 min水冷,能获得理想的超弹性。热加工态钛镍形状记忆合金在450℃保温30 min水冷可以获得理想的记忆性能。TiNiCu和TiNi二元钛镍形状记忆合金丝材经630℃保温10 min水冷易获得超弹性能。 展开更多
关键词 形状记忆合金 合金 超弹性能 记忆性能 NITI TINI
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封隔器用钛镍形状记忆合金超弹性实验研究 被引量:6
4
作者 刘克勇 蔡伟 +3 位作者 赵连城 胡玉志 杨万有 裴晓含 《石油机械》 北大核心 2007年第6期4-7,0+2,共4页
通过对封隔器用钛镍形状记忆合金超弹性的实验研究,得出如下结论:(1)钛镍形状记忆合金获得最佳超弹性的时效工艺为在450℃温度下时效处理1h;(2)该合金的最佳超弹性相变窗口温度约为40℃;(3)应变速率对合金的超弹性性能有较大影响,应变... 通过对封隔器用钛镍形状记忆合金超弹性的实验研究,得出如下结论:(1)钛镍形状记忆合金获得最佳超弹性的时效工艺为在450℃温度下时效处理1h;(2)该合金的最佳超弹性相变窗口温度约为40℃;(3)应变速率对合金的超弹性性能有较大影响,应变速率越小,超弹性相变应力越平稳;(4)应力-应变循环次数对合金的超弹性有一定影响,机械循环次数N=20后,其超弹性性能趋于稳定。 展开更多
关键词 封隔器 形状记忆合金 超弹性 时效工艺 应变率
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镍钛形状记忆合金丝的性能测试分析 被引量:8
5
作者 熊克 陶宝祺 何存富 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期464-469,共6页
 从形状记忆合金( S M A)的性能测试和智能材料与结构研究的角度出发,论述了 S M A 驱动元件的应力、应变、温度和相变之间的测试关系,并通过分阶段和不同的变量组合,对直径0.5m m 的 Ni Ti S M A 丝( N...  从形状记忆合金( S M A)的性能测试和智能材料与结构研究的角度出发,论述了 S M A 驱动元件的应力、应变、温度和相变之间的测试关系,并通过分阶段和不同的变量组合,对直径0.5m m 的 Ni Ti S M A 丝( Ni49.2% at Ti)的基本驱动特性进行了系统的测试分析,测试内容主要集中于相变温度、自由状态下的最大回复应变、约束状态下的回复应力等。结果表明, Ni Ti S M A 丝的应力应变温度关系呈现出高度的非线性,环境温度和外加应力是影响 Ni Ti丝性能的主要因素,外载荷将使相变温度升高;约束回复中,随着约束应变量的增大和温度的升高, Ni Ti丝的回复应力也增大。该测试结果为更好地监测和控制 Ni Ti S M A 的驱动行为、设计 S M A 驱动元件提供了参考依据。 展开更多
关键词 形状记忆合金 测试分析 智能材料
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钛镍铪高温形状记忆合金的研究进展 被引量:7
6
作者 孟晓凯 赵春旺 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期99-106,共8页
介绍了钛镍铪高温形状记忆合金的研究进展,简述了钛镍铪合金的制备与加工方法,着重阐述了钛镍铪的相变特性、显微组织结构、单程及双程形状记忆效应、超弹性行为、机械特性和相应的微观机理,最后提出了需要进一步研究的问题。
关键词 形状记忆合金 相变 显微结构
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连续冲击载荷下镍钛形状记忆合金动态力学性能的实验研究 被引量:5
7
作者 邹广平 李雨蕾 +1 位作者 王丹丹 唱忠良 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期1678-1681,共4页
采用SHPB实验装置对处于奥氏体状态下的镍钛形状记忆合金进行了连续动态冲击实验,而且每次冲击时要保持冲击功相同,实验结果表明随着冲击次数的增加,镍钛形状记忆合金的应变率在降低,马氏体相变初始应力在增加,具有逐次强化效应,卸载后... 采用SHPB实验装置对处于奥氏体状态下的镍钛形状记忆合金进行了连续动态冲击实验,而且每次冲击时要保持冲击功相同,实验结果表明随着冲击次数的增加,镍钛形状记忆合金的应变率在降低,马氏体相变初始应力在增加,具有逐次强化效应,卸载后合金的变形回复率也随着冲击次数的增加而增加。 展开更多
关键词 形状记忆合金 相变初始应力 连续冲击 冲击功
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牙科镍钛形状记忆合金的表面改性 被引量:3
8
作者 徐玮 赵克 张新平 《国际口腔医学杂志》 CAS 2010年第2期221-224,共4页
镍钛形状记忆合金(NiTi SMA)具有形状记忆能力、超弹性和弹性模量可调等独特的力学性能,已成为一种新型牙科修复和种植的材料。但NiTi SMA中高含量镍的离子析出问题对其临床应用有很大影响。表面改性、涂层可使材料表面形成具有生物活... 镍钛形状记忆合金(NiTi SMA)具有形状记忆能力、超弹性和弹性模量可调等独特的力学性能,已成为一种新型牙科修复和种植的材料。但NiTi SMA中高含量镍的离子析出问题对其临床应用有很大影响。表面改性、涂层可使材料表面形成具有生物活性的薄膜,有效地抑制镍离子的析出,增强其抗腐蚀性和改善生物相容性,方法包括表面氧化法、表面涂层法和离子注入法等。本文对NiTi SMA表面改性方法的类型、生物力学性能和生物相容性评价等方面进行综述。 展开更多
关键词 形状记忆合金 表面改性 生物相容性
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时效近等原子比钛镍形状记忆合金TEM分析 被引量:1
9
作者 祁珊 胡浩松 +1 位作者 宋经章 林萍华 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期97-100,共4页
应用TEM分析技术对一种富Ni钛镍形状记忆合金时效后的组织进行了研究 ,结果表明 ,在不同温度下时效析出物的相结构和形态是不同的 .在 6 73~ 773K温度时 ,析出物都是Ti1 1 Ni1 4 相 ,随时效温度的提高 ,析出物的形态由细点状变为透镜... 应用TEM分析技术对一种富Ni钛镍形状记忆合金时效后的组织进行了研究 ,结果表明 ,在不同温度下时效析出物的相结构和形态是不同的 .在 6 73~ 773K温度时 ,析出物都是Ti1 1 Ni1 4 相 ,随时效温度的提高 ,析出物的形态由细点状变为透镜状截面的椭圆板 ,这种相与B2母相是共格的 ,它的应变场使R相变与马氏体相变分离 ,Ti1 1 Ni1 4 相的析出会改善钛镍形状记忆合金的性质 .此外 ,在更高温度下时效合金将析出稳定的TiNi3相 ,该相与基体没有共格关系 ,同时导致基体镍含量下降 ,提高了马氏体转变温度 . 展开更多
关键词 时效 TEM分析 合金 形状记忆合金
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多晶镍钛形状记忆合金相变伪弹性特性的研究 被引量:1
10
作者 陆荣林 方如华 周未未 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期59-62,共4页
利用四光束云纹干涉法对多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中的马氏体与奥氏体相互相转变以及相界面传播的现象进行了研究.从云纹图可看到,形状记忆合金发生相变时,奥氏体与马氏体的分布以及两相的界面附近的位移场分布.利用材料试验机(MTS ... 利用四光束云纹干涉法对多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中的马氏体与奥氏体相互相转变以及相界面传播的现象进行了研究.从云纹图可看到,形状记忆合金发生相变时,奥氏体与马氏体的分布以及两相的界面附近的位移场分布.利用材料试验机(MTS Sintech 10/D)获得多晶镍钛形状记忆合金的应力-应变特性;通过云纹图能够发现多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中马氏体的发生、生长和传播规律.结果表明,云纹干涉法可以用来研究形状记忆合金的相变,且结果直观、可靠。 展开更多
关键词 云纹干涉法 多晶形状记忆合金 马氏体相变 差热分析
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镍钛形状记忆合金及其在小动物临床上的应用前景 被引量:3
11
作者 李艳艳 《中国兽医杂志》 CAS 北大核心 2016年第9期63-65,共3页
形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)是指具有形状记忆效应的合金材料。具有记忆效应的合金目前已发现20余种,但具有医用开发前景的只有镍钛(TiNi)形状记忆合金。自1963年Buehler-([1])报道了镍钛合金具有形状记忆效应以来,对... 形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)是指具有形状记忆效应的合金材料。具有记忆效应的合金目前已发现20余种,但具有医用开发前景的只有镍钛(TiNi)形状记忆合金。自1963年Buehler-([1])报道了镍钛合金具有形状记忆效应以来,对其本质和应用研究日趋深入。尤其在医学界,其奇特的形状记忆效应、超弹性及优良的耐磨性,而且具有良好的耐蚀性和组织相容性,在临床各科和医疗器械等方面获得了广泛的应用-([5])。 展开更多
关键词 形状记忆合金 应用 临床 形状记忆效应 小动物 MEMORY 组织相容性 合金材料
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铁和锆对镍钛形状记忆合金相关系的影响
12
作者 周怀营 庄应烘 +1 位作者 李德萱 覃文 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 1994年第3期69-72,共4页
用X射线衍射、扫描电镜和电子探针微区分析等方法,对含Fe和Zr的NiTi合金的相关系进行了研究。结果表明:在室温下,合金中的相组织由三种相变形成。Zr对预马氏体R相相变有抑制作用,而对平衡共析分解的形成则有促进作用。... 用X射线衍射、扫描电镜和电子探针微区分析等方法,对含Fe和Zr的NiTi合金的相关系进行了研究。结果表明:在室温下,合金中的相组织由三种相变形成。Zr对预马氏体R相相变有抑制作用,而对平衡共析分解的形成则有促进作用。Fe对这两种相变的作用与Zr相反。经高温长时间保温处理,加zr合金的析出相为Ni_3Ti_2,而加Fe的合金,析出相为Ni_4Ti_3。合金中出现的相也随基体的初始成份不同而有所变化。 展开更多
关键词 相关系 相析出 形状记忆合金 合金
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基于振子模型的镍钛形状记忆合金微摩擦力研究 被引量:2
13
作者 潘柏平 方燕飞 +1 位作者 王亚珍 黄平 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1-5,共5页
为研究接触表面之间的微摩擦力,建立振子模型。采用该模型计算镍钛形状记忆合金2个原子之间的摩擦力,并用原子力显微镜对镍钛形状记忆合金马氏体和奥氏体相的摩擦力大小进行测量。结果表明,在纳米条件下摩擦力与外载荷和表面物理性质,... 为研究接触表面之间的微摩擦力,建立振子模型。采用该模型计算镍钛形状记忆合金2个原子之间的摩擦力,并用原子力显微镜对镍钛形状记忆合金马氏体和奥氏体相的摩擦力大小进行测量。结果表明,在纳米条件下摩擦力与外载荷和表面物理性质,如弹性模量、泊松比、晶格常数等关系密切;镍钛形状记忆合金奥氏体相的摩擦因数小于马氏体相。理论分析和实验结果基本一致,证明采用振子模型计算微摩擦力符合实际情况。 展开更多
关键词 微摩擦力 振子模型 形状记忆合金
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选区激光熔化钛镍形状记忆合金的超弹性研究 被引量:1
14
作者 侯熙硕 赵蒙 +3 位作者 王永信 梁晋 张旭东 樊晓晨 《航空制造技术》 2019年第6期79-84,共6页
超弹性钛镍合金用于制造航空航天功能性器件,采用选区激光熔化成形方法可显著提高功能性器件设计和制造的自由度与复杂度。通过对选区激光熔化成形后的试样进行微观组织特征和超弹性行为分析,研究了材料在不同加载工况下的超弹性性能。... 超弹性钛镍合金用于制造航空航天功能性器件,采用选区激光熔化成形方法可显著提高功能性器件设计和制造的自由度与复杂度。通过对选区激光熔化成形后的试样进行微观组织特征和超弹性行为分析,研究了材料在不同加载工况下的超弹性性能。研究结果表明:在20次循环试验中,超弹性行为表现优异且具有>6%应变范围的相变平台,马氏体相变开始与结束应力出现约4MPa的小幅衰减,相变应力稳定,累积残余应变仅为1.8%;随着应变幅值的增加,合金变形过程中消耗的能量值从23N·mm增至156N·mm,耗能值与应变幅值成线性增长关系;在不同应变速率下,合金的超弹性行为未发生明显变化。不同加载工况下,选区激光熔化成形的钛镍合金与传统方式制造的钛镍合金相比,超弹性行为表现得更加稳定,利于制造性能稳定的功能性器件。 展开更多
关键词 选区激光熔化 增材制造 形状记忆合金 微观组织 超弹性
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钛镍形状记忆合金拉伸过程的声发射特征研究 被引量:1
15
作者 邢鸿雁 张旭鹏 齐刚 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期3146-3151,共6页
对奥氏体状态下的钛镍形状记忆合金(SMA)的拉伸过程进行了声发射监测,通过声发射特征参数分析了SMA拉伸过程中的马氏体相变、塑性变形等细观力学行为。结果表明,马氏体相变过程中声发射源活动性最强,塑性变形过程的声发射源活动性较差;... 对奥氏体状态下的钛镍形状记忆合金(SMA)的拉伸过程进行了声发射监测,通过声发射特征参数分析了SMA拉伸过程中的马氏体相变、塑性变形等细观力学行为。结果表明,马氏体相变过程中声发射源活动性最强,塑性变形过程的声发射源活动性较差;马氏体相变所产生的声发射信号振铃计数和持续时间分别小于100次和1 000μs;塑性变形所产生的声发射信号振铃计数和持续时间分别达到800次和4 000μs。上升时间-持续时间关联分析结果表明声发射源可分为马氏体相变和塑性变形两类,振铃计数-幅值关联分析可将声发射源分为马氏体相变、塑性变形起始以及屈服断裂3类。 展开更多
关键词 声发射 形状记忆合金 力学行为 拉伸
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医用多孔Ni-Ti形状记忆合金的研究与应用进展 被引量:4
16
作者 白玉俊 陈蕴博 徐庆莘 《材料导报》 EI CAS CSCD 2002年第9期11-12,共2页
总结了医用多孔Ni-Ti形状记忆合金的研究和应用进展情况。多孔Ni-Ti合金由于具有优异的形状记忆性能、良好的力学性能和优良的生物相容性,是最有发展前途的生物医用材料之一,极具开发价值。
关键词 形状记忆合金 生物医用材料 自蔓延 多孔合金 制备 性能
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TiNi形状记忆合金及其多孔体 被引量:3
17
作者 孙世清 郭志猛 殷声 《材料导报》 EI CAS CSCD 2001年第2期64-66,共3页
综述了TiNi形状记忆合金的研究开发与应用现状,包括三元TiNiCu、TiNiNb、TiNiHf合金,并介绍了用自蔓延高温合成法制备一种新型人造骨科材料——TiNi多孔体的最新研究进展。
关键词 形状记忆合金 多孔 人造骨材料 自蔓延高温合成 合金
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材料参数与镍钛形状记忆合金的本构关系 被引量:3
18
作者 Weijia Tang Rolf Sandstrom(Royal Institute of Technolog,Stockholm, Sweden) 《医用生物力学》 CAS CSCD 1995年第2期35-36,共2页
在Tanaka模型基础上,我们讨论了形状记忆合金热力学特性的本构关系。特别注意了桓温拉伸过程和强迫回复过程。本构方程的材料参数,即弹性模量D,变化张量Ω,热力弹性张量均以镍钛合金实验测试值来确定。在不同的应力-应变-... 在Tanaka模型基础上,我们讨论了形状记忆合金热力学特性的本构关系。特别注意了桓温拉伸过程和强迫回复过程。本构方程的材料参数,即弹性模量D,变化张量Ω,热力弹性张量均以镍钛合金实验测试值来确定。在不同的应力-应变-温度关系试验中发现D和Ω与温度之间有很强的相关性。 展开更多
关键词 形状记忆合金 本构方程 Tanaka模型 合金
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温度循环对镍钛形状记忆合金超弹性和相变行为的影响 被引量:3
19
作者 袁志山 马嘉丽 +6 位作者 冯昭伟 崔跃 李君涛 尚再艳 贺昕 朱明 王兴权 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第20期202-205,共4页
通过拉伸试验和差示扫描量热法(DSC)等手段,研究了高温时效和高温、低温循环对镍钛形状记忆合金超弹性和相变行为的影响。结果表明,TNC1605镍钛合金在500℃时效后具有较高的上/下平台强度,并且具有较低的残余应变,马氏体逆相变终了温... 通过拉伸试验和差示扫描量热法(DSC)等手段,研究了高温时效和高温、低温循环对镍钛形状记忆合金超弹性和相变行为的影响。结果表明,TNC1605镍钛合金在500℃时效后具有较高的上/下平台强度,并且具有较低的残余应变,马氏体逆相变终了温度Af约为22℃,具有较好的超弹性能。经过10次200℃高温保温4 h和液氮中保温4 h的高低温循环处理后,下平台强度、6%拉伸加载和卸载后残余应变、Af和超弹性性能参数保持稳定。 展开更多
关键词 形状记忆合金 超弹性 相变行为 温度循环
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钛镍形状记忆合金加热过程中的晶粒长大行为 被引量:2
20
作者 于孟 贾兵然 +1 位作者 薛飒 牛中杰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第22期238-241,共4页
通过真空感应炉制备了Ti-50.9Ni(at%)形状记忆合金铸锭,经锻造、轧制及热拉拔至φ2.0 mm丝材。830℃退火后,对其进行42.4%变形量的冷拉拔,然后对冷拉拔后的钛镍合金丝材进行650~950℃加热并保温15~120 min。借助金相显微镜研究了加热温... 通过真空感应炉制备了Ti-50.9Ni(at%)形状记忆合金铸锭,经锻造、轧制及热拉拔至φ2.0 mm丝材。830℃退火后,对其进行42.4%变形量的冷拉拔,然后对冷拉拔后的钛镍合金丝材进行650~950℃加热并保温15~120 min。借助金相显微镜研究了加热温度和时间对Ti-50.9Ni形状记忆合金晶粒尺寸的影响,推导并验证了Ti-50.9Ni形状记忆合金加热过程的晶粒长大模型。结果表明:钛镍合金晶粒尺寸呈抛物线长大,加热温度越高,晶粒长大速率越快。钛镍合金在650~950℃加热时晶粒生长指数n=4.32,晶粒长大激活能Q=195.942 k J/mol,高于晶粒生长指数的理论值。使用建立的晶粒长大模型预测的晶粒尺寸与实测晶粒尺寸吻合良好。 展开更多
关键词 合金 形状记忆合金 冷变形 热处理 晶粒长大
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