铁基形状记忆合金,是指以铁(Fe)为主要合金元素,加入其他元素制造而成的具有形状记忆效应的合金材料。铁基形状记忆合金通过bct或hcp马氏体晶体结构,受热发生逆相变,转变为fcc奥氏体晶体结构,从而产生形状记忆效应。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年全球及中国铁基形状记忆合金行业研究及十五五规划分析报告》显示,铁基形状记忆合金主要包括铁锰硅系形状记忆合金(Fe-Mn-Si系合金)、铁镍钴基形状记忆合金(Fe-Ni-Co基合金)、铁铂形状记忆合金(Fe-Pt合金)等。Fe-Mn-Si系合金具有强度高、成本低、冷热加工性能好等特点,通过添加铬(Cr)、镍(Ni)等元素可提升抗腐蚀性能;Fe-Ni-Co基合金通常还会添加钛(Ti)、铝(Al)、钽(Ta)等元素,通过调控马氏体相变特征,可以优化形状记忆效应、超弹性;Fe-Pt合金具有磁场诱发应变能力,但成本较高。
在工程建筑领域,铁基形状记忆合金在混凝土结构加固、钢结构预应力施加、疲劳裂纹修复等方面具有应用潜力;在连接件、紧固件、密封件领域,铁基形状记忆合金可用于管道的连接、密封和堵漏方面,具有耐腐蚀优点;在航空航天领域,铁基形状记忆合金可用于卫星天线的可展开结构制造中,当火箭升空入轨后,通过加热天线能够自动展开;在汽车工业中,铁基形状记忆合金可用于执行器、热传感器等制造领域。
2025年,全球形状记忆合金市场规模约为171.79亿美元,预计发展到2030年将增长至292.87亿美元,期间年复合增长率为11.26%。现阶段,镍钛形状记忆合金在全球形状记忆合金市场中仍占据主导地位,但铁基形状记忆合金在低成本应用场景中增速显著。
新思界
行业分析人士表示,我国以及全球铁基形状记忆合金研究成果还在增多。中国钢结构协会2025年度科学技术进步奖成果展示了“铁基形状记忆合金主动加固钢桥疲劳裂纹关键技术及工程应用”项目,国内基于自主研发的国产铁基形状记忆合金,首创Fe-SMA主动加固钢桥疲劳裂纹的关键技术,经过多座千米级钢桥实桥应用验证,其疲劳寿命提升效果是传统止裂孔法的12.68倍。
2025年7月,苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦材料科学与技术研究所等合作,在《Materials & Design》期刊上发表自锁式铁基形状记忆合金(Fe-SMA)连接器研究成果,其通过热处理优化将形状记忆响应提升了90%,活化过程中界面接触压力可达50MPa。
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