形状记忆合金（SMA）是一种特殊的合金材料，能够在经历变形后恢复到其原始形状。这种独特的性能源于其内部的晶体结构变化。形状记忆合金通常由镍钛合金构成，但也包括其他金属元素如铜、锌、铁等。
形状记忆合金的“记忆”形状过程主要涉及两个相变：马氏体相变和奥氏体相变。在低温下，形状记忆合金通常处于马氏体相，这是一种具有较高的弹性和塑性，但强度较低的结构。当对这种合金进行变形时，它会稳定在一种非平衡的马氏体结构中。
当形状记忆合金被加热到一定温度以上时（这个温度称为奥氏体开始温度，Austenite Start Temperature, As），会发生奥氏体相变。在这个相变过程中，马氏体结构逐渐转变为奥氏体结构，而奥氏体结构具有较高的强度和恢复到原始形状的能力。当温度足够高时（奥氏体结束温度，Austenite Finish Temperature, Af），合金完全转变为奥氏体相，此时合金会恢复到其预设的原始形状。
形状记忆合金的这种特性使其在多个领域有广泛的应用，如医疗器械（如血管支架）、智能材料、传感器、以及航空航天工程等。通过控制温度和应力，可以精确地控制形状记忆合金的变形和恢复过程，使其在各种应用中发挥重要作用。
形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性效应使其成为材料科学中的一个重要研究领域，科学家们正在不断探索新的合金配方和工艺，以优化其性能和应用范围。