Sogenannte Formgedächtnis-Legierungen zeigen eine reversible, strukturelle Umwandlung, die durch eine Temperaturveränderung gesteuert wird. In ihrer Tieftemperaturform (Martensit) können Werkstücke aus solchen Legierungen bleibend, d.h. scheinbar plastisch, verformt werden. Bei Erwärmung über die Umwandlungstemperatur nehmen sie jedoch ihre ursprüngliche Form wieder an. Kühlt man sie erneut ab, behalten sie makroskopisch ihre Form, verändern ihre Mikrostruktur aber zum "Martensit". In dieser Form können sie erneut scheinbar plastisch verformt werden, nehmen aber, sofern sie entsprechend erwärmt werden, wieder ihre makroskopische, ursprüngliche Hochtemperaturform wieder an. Grund hierfür ist die mit der Umwandlung verbundene Rückkehr zu ihrer mikrostruturellen Hochtemperaturform, dem "Austenit".
Diese strukturelle Umwandlung ist mit einem Energieumsatz verbunden. Zur Bildung des "Austenits" während der Erwärmung wird Energie benötigt, die beim Abkühlen und der Umwandlung in "Martensit" wieder frei wird. Die Abbildung zeigt einen Zyklus von mehreren Aufheiz- und Abkühlvorgängen im Temperturbereich -35°C bis +85°C an einer speziell hergestellten Formgedächtnislegierung aus Nickel, Titan und Kohlenstoff.
Startpunkt der kalorischen Messung ist eine Temperatur von -35°C, wo die Probe als "Martensit" vorliegt. Mit dem Start der Messung (Heizrate 20K/min) schwingt das Meßsignal nach unten ein und stabilisiert sich. Bei etwa 25°C setzt die Umwandlung (1) in "Austenit" ein, die bei ca. 50°C abgeschlossen ist. Die entgegengesetzte Umwandlung "Austenit" -> "Martensit" findet sich bei (2) auf der Abkühlkurve.