形狀記憶合金是一種合金，可以當冷變形變形預而是返回到其在加熱時（“記住”）的形狀。也可以稱為記憶金屬、記憶合金、智能金屬、智能合金或肌肉線。

由形狀記憶合金制成的零件可以是傳統致動器（例如液壓、氣動和基于馬達的系統）的輕巧，固態替代品。它們也可用于在金屬管中制作密封接頭。

形狀記憶效應（SME）的出現是因為溫度引起的相變會逆轉變形，如先前的磁滯曲線所示。通常，馬氏體相是單斜晶相或正交晶相（B19'或B19）。由于這些晶體結構沒有足夠的滑動系統來使位錯運動容易發生，因此它們會通過孿生（或更確切地說是孿生）變形。

馬氏體在較低溫度下是熱力學上有利的，而奧氏體（B2立方）在較高溫度下是熱力學上有利的。由于這些結構具有不同的晶格大小和對稱性，因此將奧氏體冷卻成馬氏體會在馬氏體相中引入內部應變能。為了減少這種能量，馬氏體相形成許多孿晶，這稱為“自適應孿晶”，是幾何上必要的位錯的孿生形式。由于形狀記憶合金將在較高的溫度下制造，并且通常經過工程設計，以使馬氏體相在工作溫度下占主導地位，以利用形狀記憶效應，因此SMA高度“孿生”了。

當加載馬氏體時，這些自適應孿晶為變形提供了一條簡單的途徑。施加的應力會使馬氏體相互纏繞，但是所有原子相對于附近的原子都保持在相同的位置-沒有原子鍵斷裂或重新形成（因為它們是位錯運動產生的）。因此，當溫度升高并且奧氏體變得熱力學上有利時，所有原子都重新排列成B2結構，該B2結構恰好具有與B19'預變形形狀相同的宏觀形狀。這種相變非常迅速地發生，并賦予SMA獨特的“捕捉”。

許多金屬在相同的組成下具有幾種不同的晶體結構，但是大多數金屬沒有顯示出這種形狀記憶效應。允許形狀記憶合金在加熱后恢復其原始形狀的特殊特性是其晶體轉變是完全可逆的。在大多數晶體轉變中，即使金屬整體上是由相同的原子構成的，結構中的原子也會通過擴散而穿過金屬，從而局部改變其成分。可逆轉換不涉及原子的這種擴散，而是所有原子同時移動以形成新結構，這非常類似于通過推動兩個相對側可以將平行四邊形做成一個正方形。在不同的溫度下，xxx使用不同的結構，并且當結構在轉變溫度下冷卻時，

形狀記憶合金通常是使用真空電弧熔化或感應熔化通過鑄造制成的。這些是用于將合金中的雜質降至最低并確保金屬充分混合的專業技術。然后將鑄錠熱軋成更長的部分，然后拉制以將其轉變成線材。

“訓練”合金的方式取決于所需的性能。“訓練”決定了合金在加熱時會記住的形狀。這是通過加熱合金而發生的，從而使位錯重新排列到穩定的位置，但是溫度不高到使材料重結晶的程度。它們被加熱到400°C和在500°C下放置30分鐘，趁熱成型，然后通過在水中淬火或通過空氣冷卻迅速冷卻。

銅基和NiTi基形狀記憶合金被認為是工程材料。這些組合物可以制造成幾乎任何形狀和大小。

形狀記憶合金的屈服強度低于常規鋼的屈服強度，但是某些組合物的屈服強度高于塑料或鋁。Ni Ti的屈服應力可以達到500?兆帕。金屬本身的高成本和加工要求使得將SMA實施到設計中既困難又昂貴。結果，這些材料用于可以利用超彈性或形狀記憶效應的應用中。最常見的應用是在致動中。

使用形狀記憶合金的優點之一是可以引起高水平的可恢復塑性應變。這些材料在不造成xxx損壞的情況下所能承受的xxx可恢復應變高達某些合金為8％。與此相比，xxx應變常規鋼為0.5％。