ในทางโลหะวิทยาโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง ( SMA ) คือโลหะผสมที่สามารถเปลี่ยนรูปได้เมื่อเย็นตัวลงแต่จะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมก่อนการเปลี่ยนรูป ("รูปร่างที่จดจำไว้") เมื่อได้รับความร้อน นอกจากนี้ยังรู้จักกันในชื่ออื่นๆ เช่นโลหะหน่วยความจำ โลหะผสมหน่วยความจำโลหะอัจฉริยะ โลหะผสมอัจฉริยะและลวดกล้ามเนื้อ "รูปทรงที่จดจำไว้" สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยการกำหนดรูปทรงที่ต้องการและนำไปผ่านกระบวนการทางความร้อน ตัวอย่างเช่น ลวดสามารถฝึกให้จดจำรูปทรงของสปริงขดได้

ชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมที่มีคุณสมบัติการจำรูปทรง สามารถเป็นทางเลือกที่น้ำหนักเบาและเป็นแบบโซลิดสเตทแทนตัวขับเคลื่อน แบบดั้งเดิม เช่น ระบบ ไฮดรอลิก นิวแมติกและมอเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการสร้างข้อต่อแบบสุญญากาศในท่อโลหะ และยังสามารถใช้แทนวงจรปิดเซ็นเซอร์-ตัวขับเคลื่อนเพื่อควบคุมอุณหภูมิน้ำโดยการควบคุมอัตราส่วนการไหลของน้ำร้อนและน้ำเย็นได้อีกด้วย

โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง ( SMA ) ที่พบมากที่สุดสองชนิดคือทองแดง - อะลูมิเนียม - นิกเกลและนิกเกล - ไทเทเนียม ( NiTi ) แต่ SMA ยังสามารถสร้างได้โดยการผสมสังกะสีทองแดงทองและเหล็ก แม้ว่า SMA ที่มี เหล็กเป็นส่วนประกอบหลักและทองแดงเป็นส่วนประกอบหลัก เช่นFe -Mn-Si, Cu-Zn-Al และ Cu-Al-Ni จะมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์และราคาถูกกว่า NiTi แต่ SMA ที่มี NiTi เป็นส่วนประกอบหลักนั้นเป็นที่นิยมมากกว่าสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ เนื่องจากมีความเสถียรและใช้งานได้จริง^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}รวมถึงมีประสิทธิภาพทางเทอร์โมกลศาสตร์ที่เหนือกว่า^{[ 4 ]} SMA สามารถอยู่ในสองเฟสที่แตกต่างกัน โดยมีโครงสร้างผลึกสามแบบที่แตกต่างกัน (เช่น มาร์เทนไซต์แบบแฝด มาร์เทนไซต์แบบไม่แฝด และออสเทนไซต์) และการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้หกแบบ^{[ 5 ] [ 6 ]}พฤติกรรมทางเทอร์โมกลศาสตร์ของ SMA นั้นถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงเฟสระหว่างออสเทนไซต์และมาร์เทนไซต์

โลหะผสม NiTi จะเปลี่ยนจากออสเทนไนต์เป็นมาร์เทนไซต์เมื่อเย็นตัวลง โดยเริ่มจากอุณหภูมิที่ต่ำกว่าM _{_s} ; M_{_f}คืออุณหภูมิที่การเปลี่ยนไปเป็นมาร์เทนไซต์เสร็จสมบูรณ์เมื่อเย็นตัวลง ดังนั้น ในระหว่างการให้ความร้อนA _{_s}และA_{_f}คืออุณหภูมิที่การเปลี่ยนจากมาร์เทนไซต์เป็นออสเทนไนต์เริ่มต้นและสิ้นสุด

การออกแรงทางกลต่อมาร์เทนไซต์จะนำไปสู่การจัดเรียงตัวใหม่ของผลึก ซึ่งเรียกว่า "การสลายผลึกแฝด" (de-twinning) ส่งผลให้เกิดการเสียรูปที่ไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ (ไม่คงอยู่) หลังจากปล่อยแรงทางกล การสลายผลึกแฝดเริ่มต้นที่ความเค้นค่าหนึ่ง_{σs และสิ้นสุดที่ σf}ซึ่งสูงกว่านั้น มาร์เทนไซต์จะยังคงแสดงพฤติกรรมยืดหยุ่นเท่านั้น (ตราบใดที่แรงกระทำต่ำกว่าความเค้นคราด) การเสียรูปที่คงอยู่จากการสลายผลึกแฝดจะกลับคืนสู่สภาพเดิมได้หลังจากให้ความร้อนจนกลายเป็นออสเทนไซต์

การเปลี่ยนสถานะจากออสเทนไนต์เป็นมาร์เทนไซต์สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิคงที่โดยการใช้แรงทางกลที่สูงกว่าระดับหนึ่ง การเปลี่ยนสถานะจะกลับคืนสู่สภาพเดิมเมื่อปล่อยแรงนั้น

การเปลี่ยนสถานะจากมาร์เทนไซต์ไปเป็นออสเทนไซต์นั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความเค้นเท่านั้น ไม่ขึ้นอยู่กับเวลาเหมือนกับการเปลี่ยนแปลงสถานะอื่นๆ ส่วนใหญ่ เนื่องจากไม่มีการแพร่กระจายเกิดขึ้น ในทำนองเดียวกัน โครงสร้างออสเทนไซต์ได้ชื่อมาจากโลหะผสมเหล็กที่มีโครงสร้างคล้ายกัน การเปลี่ยนสถานะแบบย้อนกลับได้โดยปราศจากการแพร่กระจายระหว่างสองสถานะนี้เองที่ส่งผลให้เกิดคุณสมบัติพิเศษ แม้ว่ามาร์เทนไซต์จะสามารถเกิดขึ้นได้จากออสเทนไซต์โดยการทำให้เหล็กกล้าคาร์บอนเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วแต่กระบวนการนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ ดังนั้นเหล็กจึงไม่มีคุณสมบัติในการจดจำรูปร่าง

ในรูปนี้ แกนตั้งแสดงถึงเศษส่วนของมาร์เทนไซต์ ความแตกต่างระหว่างการเปลี่ยนผ่านความร้อนและการเปลี่ยนผ่านความเย็นทำให้เกิดฮิสเทอรีซิสซึ่งพลังงานกลบางส่วนจะสูญเสียไปในกระบวนการ รูปร่างของเส้นโค้งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุของโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง เช่น องค์ประกอบของโลหะผสม^{[ 7 ]}และการแข็งตัวจากการทำงาน^{[ 8 ]}

ปรากฏการณ์ความจำรูปร่าง (SME) ^{[ 9 ]}เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเฟสที่เกิดจากอุณหภูมิทำให้การเสียรูปกลับทิศทาง ดังที่แสดงในเส้นโค้งฮิสเทอรีซิสก่อนหน้านี้ โดยทั่วไปเฟสมาร์เทนซิติกจะเป็นแบบโมโนคลินิกหรือออร์โธรอมบิก (B19' หรือB19 ) เนื่องจากโครงสร้างผลึกเหล่านี้ไม่มีระบบการเลื่อนเพียงพอสำหรับการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชันได้ง่าย จึงเกิดการเสียรูปโดยการเกิดแฝดหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ การแยกแฝด^{[ 10 ]}

มาร์เทนไซต์เป็นโครงสร้างที่เหมาะสมทางอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ในขณะที่ออสเทนไซต์ ( ลูกบาศก์ B2 ) เป็นโครงสร้างที่เหมาะสมทางอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิสูงกว่า เนื่องจากโครงสร้างเหล่านี้มีขนาดแลตติสและสมมาตรที่แตกต่างกัน การทำให้ออสเทนไซต์เย็นตัวลงเป็นมาร์เทนไซต์จะทำให้เกิดพลังงานความเครียดภายในในเฟสมาร์เทนไซต์ เพื่อลดพลังงานนี้ เฟสมาร์เทนไซต์จึงเกิดแฝดจำนวนมาก ซึ่งเรียกว่า "การเกิดแฝดแบบปรับตัวได้เอง" และเป็นการเกิดแฝดในรูปแบบของการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชันที่จำเป็นทางเรขาคณิตเนื่องจากโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างจะถูกผลิตจากอุณหภูมิที่สูงกว่า และโดยปกติจะได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้เฟสมาร์เทนไซต์เป็นเฟสหลักที่อุณหภูมิใช้งานเพื่อใช้ประโยชน์จากผลของหน่วยความจำรูปร่าง ดังนั้น SMA จึง "เริ่มต้น" ด้วยการเกิดแฝดจำนวนมาก^{[ 11 ]}

เมื่อมาร์เทนไซต์ถูกโหลด แฝดที่ปรับตัวได้เองเหล่านี้จะสร้างเส้นทางที่ง่ายสำหรับการเสียรูป แรงเค้นที่ใช้จะทำให้มาร์เทนไซต์แยกตัวออก แต่ทุกอะตอมยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิมเมื่อเทียบกับอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง—ไม่มีพันธะอะตอมใดถูกทำลายหรือสร้างขึ้นใหม่ (เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน) ดังนั้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นและออสเทนไนต์กลายเป็นที่ต้องการทางอุณหพลศาสตร์ ทุกอะตอมจะจัดเรียงตัวใหม่เป็นโครงสร้าง B2 ซึ่งมีรูปร่างระดับมหภาคเหมือนกับรูปร่าง B19' ก่อนการเสียรูป^{[ 12 ]}การเปลี่ยนแปลงเฟสนี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมากและทำให้ SMA มี "การดีด" ที่โดดเด่น

การใช้ผลของหน่วยความจำรูปร่างซ้ำๆ อาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเฉพาะ (ผลนี้เรียกว่าความล้าเชิงฟังก์ชัน เนื่องจากมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติเชิงฟังก์ชันของวัสดุ) ^{[ 13 ]}อุณหภูมิสูงสุดที่ SMA ไม่สามารถเหนี่ยวนำความเค้นได้อีกต่อไปเรียกว่าM _dซึ่ง SMA จะเสียรูปอย่างถาวร^{[ 14 ]}

โลหะผสมที่มีคุณสมบัติการจำรูปทรงมีผลการจำรูปทรงที่แตกต่างกัน ผลที่พบได้ทั่วไปสองแบบคือ การจำรูปทรงแบบทางเดียว และการจำรูปทรงแบบสองทาง แผนภาพแสดงผลดังกล่าวแสดงไว้ด้านล่าง ขั้นตอนการผลิตคล้ายคลึงกันมาก คือ เริ่มจากมาร์เทนไซต์ เพิ่มการเปลี่ยนแปลงรูปทรง ให้ความร้อนแก่ชิ้นงาน และทำให้เย็นลงอีกครั้ง

เมื่อโลหะผสมที่มีคุณสมบัติจดจำรูปร่างอยู่ในสภาวะเย็น (ต่ำกว่าM _f ) โลหะสามารถดัดหรือยืดได้ และจะคงรูปร่างเหล่านั้นไว้จนกว่าจะได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะ เมื่อได้รับความร้อน รูปร่างจะเปลี่ยนกลับไปเป็นรูปร่างเดิม เมื่อโลหะเย็นลงอีกครั้ง มันจะคงรูปร่างนั้นไว้จนกว่าจะถูกทำให้เสียรูปอีกครั้ง

ด้วยผลกระทบแบบทางเดียว การระบายความร้อนจากอุณหภูมิสูงจะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างในระดับมหภาค จำเป็นต้องมีการเสียรูปเพื่อสร้างรูปร่างที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อได้รับความร้อน การเปลี่ยนแปลงจะเริ่มต้นที่A _sและเสร็จสมบูรณ์ที่A _f (โดยทั่วไป 2 ถึง 20 °C หรือสูงกว่านั้น ขึ้นอยู่กับโลหะผสมหรือสภาวะการรับแรง) ค่าA _sถูกกำหนดโดยชนิดและองค์ประกอบของโลหะผสม และสามารถแตกต่างกันไปได้−150 °Cและ200 องศาเซลเซียส

ปรากฏการณ์ความจำรูปทรงแบบสองทิศทาง คือปรากฏการณ์ที่วัสดุจดจำรูปทรงที่แตกต่างกันสองแบบ: แบบหนึ่งที่อุณหภูมิต่ำ และอีกแบบหนึ่งที่อุณหภูมิสูง วัสดุที่แสดงปรากฏการณ์ความจำรูปทรงทั้งในระหว่างการให้ความร้อนและการทำให้เย็นลง เรียกว่ามีความจำรูปทรงแบบสองทิศทาง ปรากฏการณ์นี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้แรงภายนอก (ปรากฏการณ์สองทิศทางโดยธรรมชาติ) เหตุผลที่วัสดุมีพฤติกรรมแตกต่างกันในสถานการณ์เหล่านี้อยู่ที่การฝึกฝน การฝึกฝนหมายความว่าความจำรูปทรงสามารถ "เรียนรู้" ที่จะมีพฤติกรรมในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง ภายใต้สถานการณ์ปกติ โลหะผสมความจำรูปทรงจะ "จดจำ" รูปทรงที่อุณหภูมิต่ำ แต่เมื่อให้ความร้อนเพื่อฟื้นคืนรูปทรงที่อุณหภูมิสูง มันจะ "ลืม" รูปทรงที่อุณหภูมิต่ำทันที อย่างไรก็ตาม มันสามารถ "ฝึกฝน" ให้ "จดจำ" และทิ้งร่องรอยของสภาวะที่เสียรูปที่อุณหภูมิต่ำไว้ในเฟสที่อุณหภูมิสูงได้ วิธีหนึ่งในการฝึกฝน SMA คือการใช้ภาระความร้อนแบบวัฏจักรภายใต้สนามความเค้น คง ที่ ในระหว่างกระบวนการนี้ ข้อบกพร่องภายในจะถูกนำเข้าไปในโครงสร้างจุลภาคซึ่งก่อให้เกิดความเค้นถาวรภายในที่อำนวยความสะดวกในการวางแนวของผลึกมาร์เทนไซต์^{[ 15 ]}ดังนั้น ในขณะที่ทำให้ SMA ที่ผ่านการฝึกฝนเย็นตัวลงในเฟสออสเทนไนต์โดยไม่มีความเค้นกระทำ มาร์เทนไซต์จะก่อตัวขึ้นโดยไม่มีการบิดเบี้ยวเนื่องจากความเค้นภายใน ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุ และในขณะที่ให้ความร้อน SMA กลับไปเป็นออสเทนไนต์ มันจะฟื้นคืนรูปร่างเดิม

มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้^{[ 16 ]}วัตถุที่มีรูปร่างและได้รับการฝึกฝนซึ่งถูกทำให้ร้อนเกินจุดหนึ่งจะสูญเสียผลของหน่วยความจำแบบสองทาง

โลหะผสมจำรูปแสดงปรากฏการณ์ที่บางครั้งเรียกว่า "ความยืดหยุ่นสูงพิเศษ" แต่ที่ถูกต้องกว่าคือ "ความยืดหยุ่น เทียม " "ความยืดหยุ่นสูงพิเศษ" หมายความว่าพันธะอะตอมระหว่างอะตอมยืดออกได้ยาวมากโดยไม่เกิดการเสียรูปถาวร ความยืดหยุ่นเทียมยังคงให้ความยืดหยุ่นสูงที่สามารถคืนตัวได้โดยมีการเสียรูปถาวรน้อยมากหรือไม่มีเลย แต่ต้องอาศัยกลไกที่ซับซ้อนกว่า

SMA แสดงคุณสมบัติความยืดหยุ่นเทียมอย่างน้อย 3 ชนิด คุณสมบัติความยืดหยุ่นเทียมสองชนิดที่ยังไม่ได้รับการศึกษามากนัก ได้แก่ การก่อตัวของแฝดเทียมและพฤติกรรมคล้ายยางเนื่องจากลำดับระยะสั้น^{[ 17 ]}

ปรากฏการณ์ความยืดหยุ่นเทียมหลักเกิดจากการเปลี่ยนแปลงเฟสที่เกิดจากความเค้น รูปทางด้านขวาแสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

ในที่นี้ แรงกระทำต่อวัสดุ SMA ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิสิ้นสุดของออสเทนไนต์ (A _f ) แต่ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปของมาร์เทนไซต์ (M _d ) ภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร โดยเชื่อมโยงการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากความเค้นแบบยืดหยุ่นเทียมกับการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากอุณหภูมิของปรากฏการณ์ความจำรูปร่าง สำหรับจุดใดจุดหนึ่งบน A _fเราสามารถเลือกจุดบน  เส้น M _{s ที่มีอุณหภูมิ} สูงกว่าได้ ตราบใดที่จุด M _d นั้น มีความเค้น สูงกว่า ด้วย วัสดุจะแสดงพฤติกรรมยืดหยุ่น-พลาสติกทั่วไปของโลหะในตอนแรก อย่างไรก็ตาม เมื่อวัสดุถึงความเค้นของมาร์เทนไซต์ ออสเทนไนต์จะเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์และเกิดการคลายแฝด ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การคลายแฝดนี้สามารถย้อนกลับได้เมื่อเปลี่ยนกลับจากมาร์เทนไซต์เป็นออสเทนไนต์ หากใช้ความเค้นสูง พฤติกรรมพลาสติก เช่น การคลายแฝดและการเลื่อนของมาร์เทนไซต์จะเริ่มต้นที่บริเวณต่างๆ เช่น ขอบเกรนหรือสิ่งเจือปน^{[ 19 ] [ 20 ]}หากวัสดุถูกปลดภาระก่อนที่จะเกิดการเสียรูปพลาสติก วัสดุจะกลับคืนสู่ออสเทนไนต์เมื่อถึงความเค้นวิกฤตสำหรับออสเทนไนต์ (σ _as ) วัสดุจะคืนตัวเกือบทั้งหมดของความเครียดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง และสำหรับ SMA บางชนิด ความเครียดนี้อาจมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์^{[ 21 ] [ 22 ]}วงจรฮิสเทอรีซิสนี้แสดงงานที่ทำในแต่ละรอบของวัสดุระหว่างสถานะของการเสียรูปเล็กน้อยและมาก ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการใช้งานหลายอย่าง

ในกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเครียดกับอุณหภูมิ จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของออสเทนไนต์และมาร์เทนไซต์จะขนานกัน ปรากฏการณ์ SME และความยืดหยุ่นเทียมนั้นแท้จริงแล้วเป็นส่วนต่างๆ ของปรากฏการณ์เดียวกัน ดังแสดงในภาพด้านซ้าย

กุญแจสำคัญของการเสียรูปขนาดใหญ่คือความแตกต่างของโครงสร้างผลึกระหว่างสองเฟส ออสเทนไนต์โดยทั่วไปมีโครงสร้างลูกบาศก์ ในขณะที่มาร์เทนไซต์อาจเป็นโมโนคลินิกหรือโครงสร้างอื่นที่แตกต่างจากเฟสหลัก โดยทั่วไปจะมีสมมาตรต่ำกว่า สำหรับวัสดุมาร์เทนไซต์โมโนคลินิก เช่น ไนตินอล เฟสโมโนคลินิกมีสมมาตรต่ำกว่า ซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากทิศทางผลึกศาสตร์บางอย่างจะรองรับความเครียดที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับทิศทางอื่นเมื่ออยู่ภายใต้ความเค้นที่ใช้ ดังนั้น วัสดุจึงมีแนวโน้มที่จะสร้างทิศทางที่เพิ่มความเครียดโดยรวมให้สูงสุดก่อนที่จะมีการเพิ่มความเค้นที่ใช้^{[ 23 ]}กลไกหนึ่งที่ช่วยในกระบวนการนี้คือการเกิดแฝดของเฟสมาร์เทนไซต์ ในผลึกศาสตร์ ขอบเขตแฝดคือข้อบกพร่องสองมิติซึ่งการเรียงซ้อนของระนาบอะตอมของแลตติซจะสะท้อนข้ามระนาบของขอบเขต ขึ้นอยู่กับความเค้นและอุณหภูมิ กระบวนการเสียรูปเหล่านี้จะแข่งขันกับการเสียรูปถาวร เช่น การเลื่อน

σ _msขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิและจำนวนจุดกำเนิดนิวเคลียสสำหรับการเกิดนิวเคลียสของเฟส อินเทอร์เฟซและสิ่งเจือปนจะให้จุดทั่วไปสำหรับการเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลง และหากมีจำนวนมาก จะเพิ่มแรงขับเคลื่อนสำหรับการเกิดนิวเคลียส^{[ 24 ]} จะต้องใช้ σ _ms ที่น้อยกว่า สำหรับการเกิดนิวเคลียสแบบเอกพันธุ์ ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มอุณหภูมิจะลดแรงขับเคลื่อนสำหรับการเปลี่ยนแปลงเฟส ดังนั้น σ _ms ที่มากขึ้น จึงจำเป็น จะเห็นได้ว่าเมื่อคุณเพิ่มอุณหภูมิการทำงานของ SMA σ _msจะมากกว่าความแข็งแรงคราด σ _yและจะไม่สามารถสังเกตเห็นความยืดหยุ่นยิ่งยวดได้อีกต่อไป

ขั้นตอนแรกที่มีการรายงานเกี่ยวกับการค้นพบผลของหน่วยความจำรูปร่างเกิดขึ้นในทศวรรษ 1930 ตามที่ Otsuka และ Wayman กล่าวไว้Arne Ölanderค้นพบพฤติกรรมความยืดหยุ่นเทียมของโลหะผสม Au-Cd ในปี 1932 Greninger และ Mooradian (1938) สังเกตการก่อตัวและการหายไปของเฟสมาร์เทนไซต์โดยการลดและเพิ่มอุณหภูมิของโลหะผสม Cu-Zn ปรากฏการณ์พื้นฐานของผลของหน่วยความจำที่ควบคุมโดยพฤติกรรมเทอร์โมอิลาสติกของเฟสมาร์เทนไซต์ได้รับการรายงานอย่างกว้างขวางในอีกสิบปีต่อมาโดยKurdjumovและ Khandros (1949) และโดย Chang และ Read (1951) ^{[ 13 ]}

โลหะผสมนิกเกล-ไทเทเนียมได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2505–2506 โดยห้องปฏิบัติการอาวุธยุทโธปกรณ์กองทัพเรือสหรัฐฯ และวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ภายใต้ชื่อทางการค้าว่าNitinol (ซึ่งเป็นตัวย่อของ Nickel Titanium Naval Ordnance Laboratories) คุณสมบัติที่โดดเด่นของโลหะผสมนี้ถูกค้นพบโดยบังเอิญ ตัวอย่างที่ถูกดัดงอจนเสียรูปหลายครั้งถูกนำเสนอในการประชุมผู้บริหารห้องปฏิบัติการ ดร. เดวิด เอส. มัซซีย์ หนึ่งในผู้ช่วยผู้อำนวยการด้านเทคนิค ตัดสินใจลองดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากตัวอย่างนั้นถูกความร้อนและจุดไฟแช็กไว้ใต้ตัวอย่างนั้น ปรากฏว่าตัวอย่างนั้นยืดกลับคืนสู่รูปทรงเดิมอย่างน่าอัศจรรย์ใจ^{[ 25 ] [ 26 ]}

นอกจากนี้ยังมีโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างอีกประเภทหนึ่ง เรียกว่า โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างเฟอร์โรแมกเนติก (FSMA) ซึ่งจะเปลี่ยนรูปร่างภายใต้สนามแม่เหล็กแรงสูง วัสดุเหล่านี้มีความน่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากปฏิกิริยาทางแม่เหล็กมักจะรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าปฏิกิริยาที่เกิดจากอุณหภูมิ

โลหะผสมไม่ใช่เพียงวัสดุเดียวที่ตอบสนองต่อความร้อนโพลิเมอร์ที่จดจำรูปร่างก็ได้รับการพัฒนาขึ้นเช่นกัน และเริ่มวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1990

โลหะหลายชนิดมีโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันหลายแบบที่องค์ประกอบเดียวกัน แต่โลหะส่วนใหญ่ไม่แสดงปรากฏการณ์การจำรูปทรง คุณสมบัติพิเศษที่ทำให้โลหะผสมที่จำรูปทรงได้สามารถกลับคืนสู่รูปทรงเดิมหลังจากได้รับความร้อนคือ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกนั้นสามารถย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ ในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกส่วนใหญ่ อะตอมในโครงสร้างจะเคลื่อนที่ผ่านโลหะโดยการแพร่ ทำให้องค์ประกอบเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ แม้ว่าโลหะโดยรวมจะประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกันก็ตาม การเปลี่ยนแปลงที่ย้อนกลับได้นั้นไม่เกี่ยวข้องกับการแพร่ของอะตอม แต่ทุกอะตอมจะเคลื่อนที่พร้อมกันเพื่อสร้างโครงสร้างใหม่ คล้ายกับการสร้างรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานจากรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยการกดที่ด้านตรงข้ามสองด้าน ที่อุณหภูมิต่างกัน โครงสร้างที่ต้องการก็จะต่างกัน และเมื่อโครงสร้างเย็นตัวลงผ่านอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่าน โครงสร้างมาร์เทนซิติกจะก่อตัวขึ้นจากเฟสออสเทนไนติก

โลหะผสมที่มีคุณสมบัติจดจำรูปร่างมักผลิตโดยการหล่อ โดยใช้การ หลอม ด้วยอาร์คสุญญากาศหรือการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำ ซึ่งเป็นเทคนิคเฉพาะที่ใช้เพื่อลดสิ่งเจือปนในโลหะผสมให้น้อยที่สุดและทำให้มั่นใจได้ว่าโลหะผสมกันอย่างดีจากนั้นจึง นำ แท่งโลหะ ไป รีดร้อนเป็นชิ้นส่วนที่ยาวขึ้น แล้วดึงให้เป็นเส้นลวด

วิธีการ "ฝึกฝน" โลหะผสมนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการ การ "ฝึกฝน" นี้จะกำหนดรูปร่างที่โลหะผสมจะจดจำเมื่อได้รับความร้อน กระบวนการนี้เกิดขึ้นโดยการให้ความร้อนแก่โลหะผสมเพื่อให้ความคลาดเคลื่อนเรียงตัวใหม่ในตำแหน่งที่เสถียร แต่ไม่ร้อนเกินไปจนวัสดุเกิดการตกผลึกใหม่โดยจะให้ความร้อนที่อุณหภูมิระหว่าง...400 องศาเซลเซียสและอบที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 30 นาที ขึ้นรูปขณะร้อน แล้วทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วโดยการจุ่มลงในน้ำหรือโดยการระบายความร้อนด้วยอากาศ

โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างที่มีส่วนประกอบหลักเป็นทองแดงและไนไตรด์ไทเทเนียมถือเป็นวัสดุทางวิศวกรรม ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถผลิตได้เกือบทุกรูปทรงและขนาด

ความแข็งแรงคราของโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างนั้นต่ำกว่าเหล็กกล้าทั่วไป แต่บางองค์ประกอบก็มีความแข็งแรงคราสูงกว่าพลาสติกหรืออะลูมิเนียม ความเค้นคราของ NiTi สามารถสูงถึง500  MPaต้นทุนที่สูงของโลหะเองและข้อกำหนดด้านกระบวนการผลิตทำให้การนำ SMA มาใช้ในการออกแบบทำได้ยากและมีราคาแพง ดังนั้น วัสดุเหล่านี้จึงถูกนำไปใช้ในงานที่สามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติความยืดหยุ่นสูงหรือผลของหน่วยความจำรูปร่างได้ การใช้งานที่พบได้บ่อยที่สุดคือในด้านการควบคุมการทำงาน

ข้อดีอย่างหนึ่งของการใช้โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างคือ ระดับความเครียดพลาสติกที่สามารถคืนตัวได้ในระดับสูง ความเครียดที่คืนตัวได้สูงสุดที่วัสดุเหล่านี้สามารถรับได้โดยไม่เกิดความเสียหายถาวรนั้นสูงถึง8%สำหรับโลหะผสมบางชนิด ซึ่งเมื่อเทียบกับค่าความเครียดสูงสุดแล้วถือว่าอยู่ในระดับที่เหมาะสม0.5%สำหรับเหล็กกล้าทั่วไป

SMA มีข้อดีหลายประการเหนือแอคทูเอเตอร์แบบดั้งเดิม แต่ก็มีข้อจำกัดหลายประการที่อาจขัดขวางการใช้งานจริง ในการศึกษาวิจัยจำนวนมาก พบว่ามีเพียงไม่กี่แอปพลิเคชันของโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างที่ได้รับการจดสิทธิบัตรเท่านั้นที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ เนื่องจากข้อจำกัดของวัสดุ ประกอบกับการขาดความรู้ด้านวัสดุและการออกแบบ รวมถึงเครื่องมือที่เกี่ยวข้อง เช่น แนวทางการออกแบบและเทคนิคที่ไม่เหมาะสม^{[ 27 ]}ความท้าทายในการออกแบบแอปพลิเคชัน SMA คือการเอาชนะข้อจำกัดต่างๆ ซึ่งรวมถึงความเครียดที่ใช้งานได้ค่อนข้างน้อย ความถี่ในการกระตุ้นต่ำ การควบคุมได้ต่ำ ความแม่นยำต่ำ และประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ^{[ 28 ]}

โดย ทั่วไปแล้ว แอคทูเอเตอร์ SMA จะทำงานด้วยไฟฟ้า ซึ่งกระแสไฟฟ้าจะทำให้เกิดความร้อนจูลการปิดการทำงานมักเกิดขึ้นจากการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนอิสระไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบ ดังนั้น การทำงานของ SMA จึงมักไม่สมมาตร โดยมีเวลาการทำงานที่ค่อนข้างเร็วและเวลาการปิดการทำงานที่ช้า มีการเสนอวิธีการหลายวิธีเพื่อลดเวลาการปิดการทำงานของ SMA รวมถึงการพาความร้อนแบบบังคับ^{[ 29 ]}และการหน่วง SMA ด้วยวัสดุที่เป็นตัวนำเพื่อควบคุมอัตราการถ่ายเทความร้อน

วิธีการใหม่ๆ เพื่อเพิ่มความเป็นไปได้ของแอคทูเอเตอร์ SMA ได้แก่ การใช้ " ฉนวน " ที่เป็นตัวนำ วิธีนี้ใช้สารนำความร้อนเพื่อถ่ายเทความร้อนจาก SMA อย่างรวดเร็วโดยการนำความร้อน จากนั้นความร้อนนี้จะถูกถ่ายเทไปยังสิ่งแวดล้อมได้ง่ายขึ้นโดยการพาความร้อน เนื่องจากรัศมีภายนอก (และพื้นที่ถ่ายเทความร้อน) มีขนาดใหญ่กว่าลวดเปล่าอย่างมาก วิธีนี้ส่งผลให้เวลาในการปิดใช้งานลดลงอย่างมากและมีโปรไฟล์การเปิดใช้งานแบบสมมาตร ผลที่ตามมาคือ อัตรา การถ่ายเทความร้อน ที่เพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ต้องการเพื่อให้ได้แรงกระตุ้นที่กำหนดจึงเพิ่มขึ้น^{[ 30 ]}

วัสดุ SMA มีความเสี่ยงต่อความล้าทางโครงสร้าง ซึ่งเป็นรูปแบบความเสียหายที่การรับแรงแบบวัฏจักรส่งผลให้เกิดการเริ่มต้นและการขยายตัวของรอยแตก ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การสูญเสียการทำงานอย่างรุนแรงเนื่องจากการแตกหัก หลักการทางฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังความล้าในรูปแบบนี้คือการสะสมความเสียหายในระดับจุลภาคในระหว่างการรับแรงแบบวัฏจักร รูปแบบความเสียหายนี้พบได้ในวัสดุทางวิศวกรรมส่วนใหญ่ ไม่ใช่เฉพาะวัสดุ SMA เท่านั้น

นอกจากนี้ SMA ยังอาจเกิดความล้าจากการทำงาน ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวที่ไม่พบในวัสดุทางวิศวกรรมส่วนใหญ่ โดยที่ SMA จะไม่ล้มเหลวในเชิงโครงสร้าง แต่จะสูญเสียคุณสมบัติความจำรูปร่าง/ความยืดหยุ่นสูงไปตามเวลา อันเป็นผลมาจากการรับแรงแบบวัฏจักร (ทั้งทางกลและทางความร้อน) วัสดุจะสูญเสียความสามารถในการเปลี่ยนแปลงเฟสแบบย้อนกลับได้ ตัวอย่างเช่น ระยะการเคลื่อนที่ในการทำงานในแอคทูเอเตอร์จะลดลงเมื่อจำนวนรอบเพิ่มขึ้น ฟิสิกส์เบื้องหลังเรื่องนี้คือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคอย่างค่อยเป็นค่อยไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสะสมของดิสโลเคชันแบบสลิปที่ปรับตัวได้ซึ่งมักจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 32 ]}การออกแบบแอคทูเอเตอร์ SMA อาจส่งผลต่อทั้งความล้าเชิงโครงสร้างและความล้าจากการทำงานของ SMA เช่น การกำหนดค่ารอกในระบบ SMA-Pulley ^{[ 33 ]}

โดยทั่วไปแล้ว แอคทูเอเตอร์ SMA จะทำงานโดยอาศัยความร้อนจูล ในการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า หากใช้ SMA ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแวดล้อมไม่สามารถควบคุมได้ อาจเกิดการกระตุ้นโดยไม่ตั้งใจเนื่องจากความร้อนจากสภาพแวดล้อมได้

โบอิ้ง , เจ เนอรัลอิเล็กทริกแอร์คราฟต์เอนจิ้นส์ , กู๊ดริชคอร์ปอเรชั่น , นาซา , มหาวิทยาลัยเท็กซัสเอแอนด์เอ็มและออลนิปปอนแอร์เวย์ได้พัฒนา Variable Geometry Chevron โดยใช้ NiTi SMA การออกแบบหัวฉีดพัดลมแบบปรับพื้นที่ได้ (VAFN) ดังกล่าวจะช่วยให้เครื่องยนต์เจ็ทเงียบและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในอนาคต ในปี 2548 และ 2549 โบอิ้งได้ทำการทดสอบการบินของเทคโนโลยีนี้สำเร็จ^{[ 34 ]}

SMA กำลังถูกศึกษาเพื่อใช้เป็นตัวลดแรงสั่นสะเทือนสำหรับยานปล่อยจรวดและเครื่องยนต์เจ็ทเชิงพาณิชย์ ฮิส เทอรีซิสจำนวนมากที่สังเกตได้ในระหว่างผลของซูเปอร์อิลาสติกทำให้ SMA สามารถกระจายพลังงานและลดแรงสั่นสะเทือนได้ วัสดุเหล่านี้มีแนวโน้มที่ดีในการลดภาระการสั่นสะเทือนสูงบนน้ำหนักบรรทุกในระหว่างการปล่อยจรวด เช่นเดียวกับใบพัดในเครื่องยนต์เจ็ทเชิงพาณิชย์ ทำให้สามารถออกแบบให้มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 35 ]} SMA ยังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพสำหรับการใช้งานที่มีแรงกระแทกสูงอื่นๆ เช่น ตลับลูกปืนและอุปกรณ์ลงจอด^{[ 36 ]}

นอกจากนี้ยังมีความสนใจอย่างมากในการใช้ SMA สำหรับการใช้งานแอคทูเอเตอร์ที่หลากหลายในเครื่องยนต์เจ็ทเชิงพาณิชย์ ซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักและเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก^{[ 37 ]}อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมในด้านนี้เพื่อเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงและปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของวัสดุเหล่านี้ก่อนที่จะสามารถนำไปใช้งานได้อย่างประสบความสำเร็จ Ma et al. ได้นำเสนอการทบทวนความก้าวหน้าล่าสุดในโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างอุณหภูมิสูง (HTSMA) ^{[ 21 ]}

นอกจากนี้ยังมีการสำรวจเทคโนโลยีการเปลี่ยนรูปปีกหลากหลายรูปแบบอีกด้วย^{[ 35 ]}

ผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณการผลิตสูงเป็นครั้งแรก (> 5 ล้านตัวกระตุ้นต่อปี) คือวาล์วสำหรับยานยนต์ที่ใช้ควบคุม ถุง ลม แรงดันต่ำ ในเบาะรถยนต์เพื่อปรับรูปทรงของส่วนรองรับเอว/ส่วนรองรับด้านข้าง ข้อดีโดยรวมของ SMA เมื่อเทียบกับโซลินอยด์ที่ใช้กันทั่วไปในแอปพลิเคชันนี้ (เสียงรบกวน/EMC/น้ำหนัก/รูปทรง/การใช้พลังงานต่ำกว่า) เป็นปัจจัยสำคัญในการตัดสินใจเปลี่ยนเทคโนโลยีมาตรฐานแบบเก่ามาใช้ SMA

รถยนต์ Chevrolet Corvette รุ่นปี 2014 เป็นรถยนต์คันแรกที่ใช้แอคชูเอเตอร์แบบ SMA ซึ่งเข้ามาแทนที่แอคชูเอเตอร์แบบมอเตอร์ที่มีน้ำหนักมากกว่าเดิม ในการเปิดและปิดช่องระบายอากาศท้ายรถ ทำให้ปิดฝากระโปรงท้ายได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังมีการกำหนดเป้าหมายการใช้งานอื่นๆ อีกหลากหลาย เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจากความร้อนของไอเสีย และแผ่นกั้นอากาศแบบปรับได้ตามต้องการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านอากาศพลศาสตร์ที่ความเร็วต่างๆ

นอกจากนี้ยังมีการศึกษาวิจัยจำกัดเกี่ยวกับการใช้วัสดุเหล่านี้ในด้านหุ่นยนต์เช่น หุ่นยนต์สำหรับนักเล่นหุ่นยนต์Stiquito (และ "Roboterfrau Lara" ^{[ 38 ]} ) เนื่องจากวัสดุเหล่านี้ทำให้สามารถสร้างหุ่นยนต์ที่มีน้ำหนักเบามากได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้ Loh และคณะได้แนะนำมือเทียมที่สามารถจำลองการเคลื่อนไหวของมือมนุษย์ได้เกือบทั้งหมด [Loh2005] นอกจากนี้ยังมีการสำรวจการใช้งานเลียนแบบชีวภาพอื่น ๆ อีกด้วย จุดอ่อนของเทคโนโลยีนี้คือการใช้พลังงานอย่างไม่มีประสิทธิภาพเวลาตอบสนองช้าและฮิสเทอรีซิสขนาด ใหญ่

SMA ยังใช้สำหรับควบคุมวาล์ว อีก ด้วย^{[ 39 ]}วาล์ว SMA มีการออกแบบที่กะทัดรัดเป็นพิเศษ

มีต้นแบบมือหุ่นยนต์ที่ใช้ SMA บางแบบที่ใช้เอฟเฟกต์หน่วยความจำรูปร่าง (SME) เพื่อขยับนิ้ว^{[ 40 ]}

SMA มีการใช้งานที่หลากหลายในโครงสร้างทางวิศวกรรมโยธา เช่น สะพานและอาคาร ในรูปแบบของเหล็กเส้นหรือแผ่น สามารถใช้เสริมความแข็งแรงในการดัด เฉือน และต้านทานแผ่นดินไหวของโครงสร้างคอนกรีตและเหล็กได้ การใช้งานอีกอย่างหนึ่งคือ คอนกรีตเสริมเหล็กอัจฉริยะ (IRC) ซึ่งประกอบด้วยลวด SMA ที่ฝังอยู่ภายในคอนกรีต ลวดเหล่านี้สามารถตรวจจับรอยแตกและหดตัวเพื่อซ่อมแซมรอยแตกขนาดเล็กได้ นอกจากนี้ยังสามารถปรับความถี่ธรรมชาติของโครงสร้างโดยใช้ลวด SMA เพื่อลดการสั่นสะเทือนได้ เช่นเดียวกับการใช้เส้นใย SMA ในคอนกรีต^{[ ​​41 ]}

การนำไปใช้เชิงพาณิชย์กับผู้บริโภคครั้งแรกคือข้อต่อแบบจดจำรูปร่างสำหรับท่อ เช่น ท่อส่งน้ำมันสำหรับงานอุตสาหกรรม ท่อน้ำ และท่อประเภทอื่นๆ ที่คล้ายกันสำหรับงานด้านผู้บริโภค/เชิงพาณิชย์

บริษัทผู้ผลิตสมาร์ทโฟนหลายแห่งได้ออกโทรศัพท์มือถือที่มี โมดูล ป้องกันภาพสั่นไหวแบบออปติคอล (OIS) ซึ่งประกอบด้วยแอคทูเอเตอร์ SMA ที่ผลิตภายใต้ลิขสิทธิ์จาก Cambridge Mechatronics

โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างถูกนำไปใช้ในทางการแพทย์ เช่น อุปกรณ์ยึดตรึงสำหรับการตัดกระดูกในการผ่าตัดกระดูกและข้อ เป็นตัวกระตุ้นในเครื่องมือผ่าตัด เข็มผ่าตัดที่ควบคุมทิศทางได้สำหรับ การแทรกแซงมะเร็ง ผ่านผิวหนัง แบบรุกรานน้อยที่สุด ในขั้นตอนการผ่าตัด เช่นการตรวจชิ้นเนื้อและการรักษาด้วยรังสีบราคีเทอรา ปี [ ^{42 ]} ในเครื่องมือจัดฟันเพื่อออกแรงเคลื่อนฟันอย่างต่อเนื่อง ในการส่องกล้องแคปซูลสามารถใช้เป็นตัวกระตุ้นสำหรับการตรวจชิ้นเนื้อ ^ได้

ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 มีการนำไนติโนล มาใช้ในเชิงพาณิชย์ ในฐานะเทคโนโลยีสำคัญในทางการแพทย์ด้านหลอดเลือดแบบแผลเล็กหลายประเภท แม้ว่าจะมีราคาแพงกว่าสแตนเลส แต่คุณสมบัติการขยายตัวด้วยตนเองของโลหะผสมไนติโนลที่ผลิตตามมาตรฐาน BTR (Body Temperature Response) ได้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับอุปกรณ์ขยายตัวด้วยบอลลูนในสเตนต์กราฟต์ซึ่งช่วยให้สามารถปรับตัวให้เข้ากับรูปร่างของหลอดเลือดบางชนิดเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิร่างกาย โดยเฉลี่ยแล้วปัจจุบัน 50% ของ สเตนต์หลอดเลือดส่วนปลายทั้งหมดที่มีจำหน่ายในตลาดโลกนั้น ผลิตจากนิทินอล

กรอบแว่นตาที่ทำจากโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง (SMA) ที่มีส่วนผสมของไทเทเนียมนั้นวางจำหน่ายภายใต้เครื่องหมายการค้าFlexonและ TITANflex โดยทั่วไปแล้วกรอบแว่นเหล่านี้ทำจากโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างที่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะต่ำกว่าอุณหภูมิห้องปกติ ทำให้กรอบแว่นสามารถเปลี่ยนรูปได้มากภายใต้แรงกด แต่จะกลับคืนสู่รูปทรงเดิมเมื่อแรงกดลดลง การเปลี่ยนรูปอย่างมากที่เห็นได้ชัดนั้นเกิดจากผลของมาร์เทนซิติกที่เกิดจากแรงกด ซึ่งโครงสร้างผลึกสามารถเปลี่ยนรูปได้ภายใต้แรงกด ทำให้รูปร่างเปลี่ยนแปลงชั่วคราวภายใต้แรงกด นั่นหมายความว่าแว่นตาที่ทำจากโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างนั้นมีความทนทานต่อการเสียหายจากอุบัติเหตุได้ดีกว่า

โลหะหน่วยความจำถูกนำมาใช้ในการผ่าตัดกระดูกและข้อเป็นอุปกรณ์ยึดและบีบอัดสำหรับ การผ่าตัด กระดูกโดยทั่วไปสำหรับการผ่าตัดบริเวณขา อุปกรณ์นี้มักอยู่ในรูปของลวดเย็บขนาดใหญ่ จะถูกเก็บไว้ในตู้เย็นในรูปทรงที่อ่อนตัวได้ และจะถูกฝังลงในรูที่เจาะไว้ล่วงหน้าในกระดูกบริเวณที่ทำการผ่าตัดกระดูก เมื่อลวดเย็บอุ่นขึ้น มันจะกลับคืนสู่สภาพที่ไม่สามารถอ่อนตัวได้ และบีบอัดพื้นผิวกระดูกเข้าด้วยกันเพื่อส่งเสริมการเชื่อมต่อของกระดูก^{[ 43 ]}

ขอบเขตการใช้งานของ SMA ได้ขยายตัวขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โดยสาขาการพัฒนาที่สำคัญอย่างหนึ่งคือทันตกรรม ตัวอย่างหนึ่งคือความแพร่หลายของเครื่องมือจัดฟันที่ใช้เทคโนโลยี SMA เพื่อออกแรงเคลื่อนฟันอย่างต่อเนื่อง ลวดจัดฟัน ไนติโนล ได้รับการพัฒนาขึ้นในปี 1972 โดยทันตแพทย์จัดฟันGeorge Andreasen [ ^{44 ] ซึ่ง}ได้ปฏิวัติวงการทันตกรรมจัดฟันทางคลินิก โลหะผสมของ Andreasen มีคุณสมบัติการจดจำรูปร่างตามแบบแผน โดยจะขยายและหดตัวภายในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเนื่องจากการกำหนดโปรแกรมทางเรขาคณิต

ต่อมา Harmeet D. Waliaได้นำโลหะผสมดังกล่าวมาใช้ในการผลิตเครื่องมือสำหรับรักษารากฟันในงานทันตกรรมเอ็นโดดอน ติก ส์

เทคนิคการยกเลิกการสั่นสะเทือนแบบดั้งเดิมใช้ระบบไฟฟ้า ไฮดรอลิก หรือนิวแมติกในการกระตุ้นวัตถุในทิศทางตรงกันข้ามกับการรบกวน อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้มีข้อจำกัดเนื่องจากต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ในการผลิตพลังงานที่มีแอมพลิจูดสูงที่ความถี่การสั่นสะเทือนของมนุษย์ SMA ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการกระตุ้นที่มีประสิทธิภาพในการใช้งานแบบถือด้วยมือ และทำให้เกิดอุปกรณ์ยกเลิกการสั่นสะเทือนแบบใหม่^{[ 45 ]}ตัวอย่างล่าสุดของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ ช้อน Liftwareซึ่งพัฒนาโดยLift Labsซึ่งเป็นบริษัทในเครือของVerily Life Sciences

มีการพัฒนาเครื่องยนต์ความร้อนแบบโซลิดสเตทเชิงทดลอง ซึ่งทำงานโดยอาศัยความแตกต่างของอุณหภูมิที่ค่อนข้างน้อยระหว่างอ่างน้ำเย็นและน้ำร้อน มาตั้งแต่ทศวรรษ 1970 รวมถึงเครื่องยนต์แบงค์ส (Banks Engine) ที่พัฒนาโดย ริด จ์เวย์ แบงค์ส (Ridgway Banks )

จำหน่ายเป็นชิ้นกลมขนาดเล็ก สำหรับใช้ทำสร้อยข้อมือแบบไม่ต้องยึดติดกับสิ่งใด

นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันที่มหาวิทยาลัยซาร์ลันด์ได้สร้างเครื่องต้นแบบที่ถ่ายเทความร้อนโดยใช้ลวดโลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม ("นิทินอล") พันรอบกระบอกหมุน เมื่อกระบอกหมุน ความร้อนจะถูกดูดซับที่ด้านหนึ่งและปล่อยออกมาที่อีกด้านหนึ่ง เนื่องจากลวดเปลี่ยนจากสถานะ "ยืดหยุ่นสูง" ไปสู่สถานะที่ไม่มีภาระ ตามบทความที่เผยแพร่ในปี 2019 โดยมหาวิทยาลัยซาร์ลันด์ ประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนดูเหมือนจะสูงกว่าปั๊มความร้อนหรือเครื่องปรับอากาศทั่วไป^{[ 46 ]}

เครื่องปรับอากาศและปั๊มความร้อน เกือบทั้งหมด ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันใช้ระบบอัดไอของสารทำความเย็นเมื่อเวลาผ่านไป สารทำความเย็นบางส่วนที่ใช้ในระบบเหล่านี้จะรั่วไหลสู่ชั้นบรรยากาศและก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนหากเทคโนโลยีใหม่ที่ไม่ใช้สารทำความเย็นพิสูจน์ได้ว่าประหยัดและใช้งานได้จริง อาจเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง (SMA) เช่นนิกเกล-ไทเทเนียม (Nitinol)ถูกนำมาใช้ในระบบหนีบเนื่องจากพฤติกรรมตอบสนองต่ออุณหภูมิที่เป็นเอกลักษณ์^{[ 47 ]}แคลมป์ที่ทำจาก SMA ถูกนำมาใช้ในการผ่าตัดทางทันตกรรมและใบหน้าเพื่อรักษากระดูกขากรรไกรหัก^{[ 48 ]}

โลหะผสมหลายชนิดแสดงคุณสมบัติการจดจำรูปร่าง สามารถปรับส่วนประกอบของโลหะผสมเพื่อควบคุมอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของโลหะผสมที่จดจำรูปร่างได้ ระบบที่ใช้กันทั่วไปบางระบบมีดังต่อไปนี้ (นี่ไม่ใช่รายการที่ครบถ้วน):

สื่อที่เกี่ยวข้องกับวัสดุที่มีคุณสมบัติจดจำรูปร่างในวิกิมีเดียคอมมอนส์

Veritasium - นาซ่าพลิกโฉมวงการอย่างไร