با توجه به اينكه حضور اكسيژن در سوپرآلياژها منجر به افت طول عمر تنش گسيختگي ميشود و نيز اكسيژن ميتواند به شكل اكسيد در مرزدانه‌ها تجمع كند و سبب كاهش خواص مكانيكي سوپرآلياژ به ويژه در دماهاي بالا شود، كه اين مهم براي قطعاتي مانند پره‌هاي توربين بسيار حائز اهميت است، لذا كاهش مقدار اكسيژن در سوپرآلياژهاي ريختگي همواره مورد توجه بوده است. عدم وجود دستورالعمل كاهش مقدار اكسيژن سوپرآلياژ ريخته شده به كمك كوره ذوب تحت خلأ القايي و نياز به ساخت شمشهايي با ميزان اكسيژن زير ppm 10 موجب شكل گيري اين اختراع شد. به منظور ساخت شمش سوپرآلياژهاي پايه نيكل با بهره‌گيري از مجموعه‌اي از آزمايش‌ها و محاسبات ترموديناميكي و سينتيكي، روشي اقتصادي و فناورانه ارائه شده است. اين روش دربردارنده مجموعه‌اي از دستورالعمل‌ها و رويه‌ها است، كه با اجراي دقيق آن علاوه بر دستيابي به سوپرآلياژ پايه نيكل با تركيب دلخواه، مي‌توان ميزان اكسيژن را به كمتر از ppm 10 و ميزان عناصر جزئي مضر در شمش را به مقادير بسيار اندك كاهش داد.

اختراع حاضر شامل يك نمونه سيم با تركيب تيتانيم - نيكل - مس بوده كه در دماي محيط دهان حدود 37C خاصيت سوپرالاستيك داشته و قابليت استفاده در كاربرد ارتودنسي جهت رديف كردن دندان هاي نامنظم را داراست. دماي پايان استحاله مارتنزيت به آستنيت Af در اين سيم 35c بوده و در دماي محيط دهان رفتار سوپر الاستيك با كرنش باقيمانده محدود نشان مي دهد. حين درمان ميزان نيروي اعمالي به دندان ها كم بوده و تا 4mm جابجايي دندان نيروي كمتر از 2N را اعمال مي كند. در اين سيم متناسب با تغييرات دمايي محيط دهان، نيروي اعمالي به دندان روند افزايشي يا كاهش خواهد يافت. تركيب شيميايي استفاده شده در ساخت اين سيتم 50% اتمي تيتانيم، 45% اتمي نيكل و 5% اتمي مس مي باشد.

مشكل اصلي در ايجاد لايه نازك نيكل ـ تيتانيم، كنترل تركيب شيميايي و ايجاد حافظه¬داري دوطرفه ذاتي بدون عمليات ترمومكانيكي است. اكثر تحقيقات بر روي لايه¬هاي يكنواخت با تركيب مشخص و بدست آوردن خاصيت سودوالاستيك و يا حافظه¬داري يكطرفه، متمركز شده است. حافظه¬داري دوطرفه در لايه¬هاي يكنواخت همراه با يك فرآيند تربيتي ترمومكانيكي بوجود مي آيد. دماهاي تغيير فاز به شدت وابسته به تركيب شيميايي آلياژ بوده و انحراف جزئي تركيب، دماهاي تحول را بشدت تغيير مي دهد. جهت ايجاد رفتار حافظه¬داري و يا خاصيت سوپرالاستيك كنترل تركيب شيميايي در لايه¬هاي نازك لازم مي باشد. اما دولايــه¬ غني از تيتانيم و غني از نيكل در صورت كنترل تركيب شيميايي مي تواند در محدوده وسيعي از دماها خواص حافظه¬داري و سوپر¬الاستيك همزمان داشته باشد. در اين اختراع دولايه¬ متشكل از لايه مارتنزيتي (نيكل45درصداتمي ـ تيتانيم50درصد اتمي-مس5درصد اتمي) و لايه آستنيتي (نيكل50.8درصد اتمي-تيتانيم49.2درصداتمي) از طريق كندوپاش توليد گرديد كه پس از بلوري شدن به علت بوجود آمدن گراديان غلظت و تنش در دولايه، دماهاي استحاله در ضخامت لايه تغيير مي¬كند. دولايه بطور همزمان خواص حافظه¬داري و سودوالاستيك و نيز اثر حافظه¬داري دوطرفه ذاتي بدون نياز به عمليات ترمومكانيكي نشان مي¬دهد. اين رفتار بواسطه ايجاد يك گراديان تنشي در داخل لايه است. افزودن مس سبب كاهش پسماند و افزايش فركانــس پاسخــگويي شده است. كاربرد دولايه در ساخت سيستمهاي ميكروالكترومكانيك مي باشد.

براي توليد آلياژهاي شيشه اي (آمورف) (و آلياژهاي حافظه دار نياز) به مواد با درجه خلوص بالا، عدم اكسيداسيون مواد در حين ذوب و سرعت سرمايش بالا مي باشد. براي رسيدن به چنين شرايطي بايد بتوان ابتدا محيط ذوب را تقريبا از تمام گازهاي اتمسفر عاري كرد(خلاء بالا) و پس از آن به منظور جلوگيري از تبخير مواد، ذوب تحت فشار گاز خنثي انجام شود. پس از آماده سازي آلياژ تحت چنين شرايطي، مذاب تحت نيروي كششي درون قالب مسي آبگرد (جهت حصول سرعت سرمايش بالا) تزريق مي شود. فرايندهاي معمول ريخته گري قابليت توليد قطعات ريختگي تحت شرايط ذكر شده را ندارند. دستگاه ريخته گري مكشي با قابليت ريخته گري قطعات با ابعاد و اشكال هندسي مختلف (مخروط، ميله و يا صفحه با ضخامت هاي مختلف) در قالب مسي آبگرد تحت خلاء يا محيط خنثي، براي اولين بار در ايران طراحي، شبيه سازي و ساخته شده است كه مي تواند نقش بسيار موثري در ايجاد، نوآوري و توسعه دانش فني، و صنعتي شدن اين مواد را داشته باشد.

بازيافت سيمهاي ارتودنسي از جنس آلياژ حافظه دار نيكل - تيتانيوم به روش ذوب قوسي تحت خلاء و يافتن روشي نوين جهت كنترل دماهاي استحاله آلياژ بازيافت شده آلياژهاي حافظه دار نيكل - تيتانيوم، دسته اي از آلياژهاي حافظه دار مي باشند كه امروزه به جهت خواص ويژه اي كه دارند، كاربردهاي فراواني به خصوص در تجيهزات پزشكي و صنايع هوا فضا پيدا كرده اند. از جمله خواص ويژه اي كه منجر به كاربرد وسيع اين دسته از آلياژها شده، مي توان خواص حافظه داراي SME، سوپرالاستيسيته SE مقاومت به خوردگي بالا و زيست سازگاري را نام برد. رفتار منحصر به فرداين آلياژ براساس استحاله مارتنزيتي ترموالاستيك مي باشد. كه در اثر آن آلياژ از يك ساختار مستحكم و پايدار در دماي بالاتر (آستنيت) به يك ساختار تغيير فرم پذير پايدار در دماي پايين تبديل مي گردد. كاربردهاي گوناگون اين آلياژ براساس يكي از دو خاصيت منحصر به فرد حافظه داري يا سوپرالاستيسيته طراحي مي گردند. دماهاي استحاله در آلياژ حافظه دار نيكل - تيتانيوم آلياژ حافظه دار نيكل - تيتانيوم به صورت دو ساختار متفاوت كريستالي وابسته به دما كه مارتنزيت (دماي پايينتر) و آستنيت (دماي بالاتر يا فاز مادر) نام دارند، موجود مي باشد. اگر آلياژ نيكل - تيتانيوم را پس از عمليات حرارتي محلولي وكوئنچ در آب، تحت سيكلهاي گرمايش يا سرمايش قرار دهيم، استحاله B19 - B2 (آستنيت به مازتنزيت) صورت مي گيرد. در شكل 3 رفتار آلياژ در سيكلهاي سرمايش و گرمايش به كمك منحني DSC نشان داده شده است. هنگامي كه آلياژ در حالت مارتنزيتي حرارت مي بيند، شروع به تعيير يافتن به آستنيت مي كند. دمايي كه اين پديده رخ مي دهد، دماي شروع آستنيت As ناميده مي شود. دمايي كه اين پديده كامل مي شود دماي پايين آستنيت Af خوانده مي شود. وقتي كه آلياژ در حالت آستنيتي سرد مي شود، شروع به تغيير فاز به مارتنزيت مي كند. دمايي كه اين پديده آغاز مي گردد، دماي شروع مارتنزيت Ms و دمايي كه در آن تحول مارتنزيتي كامل مي گردد، دماي پايان مارتنزيت Mf ناميده مي شود