图 1-1所示的形状记忆效应通常被称为单程形状记忆效应。形状恢复后的材料在冷却时不会发生形状变化，即形状记忆效应只在加热过程中发生(仅有母相形状被记忆了)。如果在加热过程中遇到外界阻力，合金为实现形状恢复将产生恢复力 。对于呈现热弹性马氏体相变的形状记忆合金而言，单程形状记忆效应的机理主要与马氏体变体再取向有关。图 1-3所 示 为 Otsuka等提出的解释单程形状记忆效应的机理示意图。合金母相冷却后形成具有自协作形貌的马氏体，此时宏观形状无任何变化。之后，马氏体经变形发生再取向，宏观形状发生变化;在加热时由于晶体学的可逆性，导致合金只能恢复母相原始形状。
除单程形状记忆效应外，经过某 些特 殊处 理后，合金既可以记忆母相形状，又可以记忆马氏体相形状，即合金在加热和冷却往复变化过程中可以自行在两种形状间变换。这种行为被称为双程形状记忆效应。单程与双程形状记忆效应的直观 比 较 如 图 1-4所示[29]。双程形状记忆效应并不是材料的自然内在性质，一般认为其发生的机理是由于基体内部存在各向异性，导致热诱发马氏体形成时变体在此作用下择优取向，从而破坏自协作，产生宏观变形[28]。获得双程形状记忆效应的方法很多，包括适当的冷变形(马氏体或母相状态的过量变形)[30]、热机械训练[31]以及约束时效[32]。热机械训练主要是将合金在温度和应力交替或复合作用下经历多次从母相到择优取向马氏体或从变形马氏体到母相的相变，包括形状记忆训练、恒应力下的温度循环和超弹性循环、恒应变下的温度循环和约束循环，以及它们的复合工艺等[26’28]。文献报道中常见的全程形状记忆效应是双程形状记忆效应的一种，其可以通过约束时效处理工艺获得。
形状记忆效应的表征可采取恒载荷下应变-温度法[33]、弯曲法[34]以及拉伸(压缩)法[35]。这里举例介绍常见的恒载荷下应变-温 度 法 。图 1-5所示为恒载荷作用下形状记忆合金的应变-温 度曲线示意图。测 试过 程 如 下 ：合金首先在零载荷下加热到母相状态后，施加 外 力 并 降 温 至 M f温度以下，然后加热至珩温度以上完成逆相变。图 中 eM 由应力诱发马氏体相变应变与冷却时产生的塑性变形组成;eR 为加热时的恢复应变;为冷却和加热过程中产生的塑性变形，又称为不可恢复变形[33]。通过改变外加载荷大小，可确定合金的最大可恢复应变、临界滑移应力等。同时，利用此种方法也可获得外力作用下合金的相变温度与相变温度滞后等。