由于鎳鈦合金形狀記憶合金具有獨特的鎳鈦合金形狀記憶合金功能外，還具有超彈性、耐磨損性與抗腐蝕性等優點，因此在多個領域得到非常廣泛的運用。

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　　鎳鈦合金形狀記憶合金在機械行業的運用最初是在管接頭及緊固件上。具體來說在機械零件的連接、管道等，飛機進行空中加油的接口處，使用鎳鈦合金形狀記憶合金加工成為外徑比內徑大3%的套管，并且在一定溫度下將套管的擴徑大概為8%。在裝配是把套管從液氮中取出來，并且將管子從兩端插入，如果溫度升至常溫，則可以利用電加熱改變溫度，空中加油接口處鎳鈦合金形狀記憶合金變形，鎳鈦合金形狀記憶合金加工而成的套管收縮便形成緊密封，從而實現緊密不漏油，效果遠遠高于傳統的焊接。因此，鎳鈦合金形狀記憶合金尤其適合航空航天、船艦、輸油管道等領域。在施工不便的位置，可以使用鎳鈦合金形狀記憶合金制成銷釘，裝進孔中進行加熱。因此，利用鎳鈦合金形狀記憶合金的感溫驅使多重功能，制作機器人、機械手等。

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　　前面提到鎳鈦合金形狀記憶合金具有的各種特性，結合鎳鈦合金形狀記憶合金的結構能夠增強系統的阻尼，降低結構的動力反應，從而制作出各種形式的阻尼耗能裝置。還可以利用鎳鈦合金形狀記憶合金設計隔振器，通過鎳鈦合金形狀記憶合金的變形增加變形位移耗能，防止結構地震能量向上部結構的輸送，從而保護上部結構，真正增強結構的抗震性能。

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　　在飛機液壓系統中，基本上每架飛機都需要使用八百個鎳鈦合金形狀記憶合金接頭。自上個世紀70年代以來，美國大多數海軍飛機都使用這種管接頭，并且沒有失效的記錄。另外，鎳鈦合金形狀記憶合金還可以使用在飛船的天線、機電執行元器件上等。

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　　鎳鈦合金形狀記憶合金主要用于發動機放熱風扇離合器、排氣噴管、柴油機散熱器等。

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　　鎳鈦合金形狀記憶合金具備較高的力學性能與生物兼容性，使其在醫療領域獲得廣泛的運用。如牙齒矯正、外科整形、心血管微創等方面；血栓濾器實際上也屬于鎳鈦合金形狀記憶合金的新產品；被拉直的濾器在植入靜脈后，會隨時間的推移逐漸形成網狀，阻止超過90%的凝血塊流向心臟、肺部等器官。另外，醫療臨床試用中應用鎳鈦合金形狀記憶合金的還有手術縫合線、人工關節、人造心臟等。