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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8DVF44| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Efeito da deformação cíclica nas propriedades mecânicas de uma liga níquel-titânio superelástica |
| Authors: | Rogerio Fonseca Dias |
| First Advisor: | Vicente Tadeu Lopes Buono |
| First Referee: | Paulo Jose Modenesi |
| Second Referee: | Berenice Mendonca Gonzalez |
| Third Referee: | Evando Mirra de Paula e Silva |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Carlos Nelson Elias |
| Abstract: | Neste trabalho foi estudado o efeito de deformações cíclicas por dobramento rotatório sobre as temperaturas de transformação martensítica e reversa, as propriedades mecânicas em tração e a capacidade de recuperação de forma de fios de 1,0mm de diâmetro de uma liga NiTi superelástica. Também foi analisada a influência da velocidade de rotação sobre a resistência à fadiga do material. Os fios foram caracterizados por difratometria de raios-X, microscopia óptica e eletrônica de varredura e microssondagem eletrônica. As deformações cíclicas por dobramento rotatório foram aplicadas fazendo girar os fios, previamente encurvados com um determinado raio de curvatura, em torno de seu eixo, proporcionando amplitudes máximas de deformação em tração de 2,0, 3,0 e 4,5% na superfície dos mesmos. Os fios foram inicialmente ensaiados até se romperem por fadiga, para determinação do número médio de ciclos até a fratura em cada condição. A seguir, amostras deformadas até e deste número de ciclos e amostras não deformadas, foram utilizadas em ensaios de tração convencional, de carga e descarga em passes ascendentes e em ensaios de calorimetria exploratória diferencial. Observou-se um efeito de estabilização da martensita nos fios submetidos à ciclagem em amplitudes de 4,5%. Este efeito manifestou-se através de um aumento das temperaturas de transformação e uma diminuição da tensão crítica para formação de martensita, ocorridos devido às tensões internas provocadas por deslocações e martensita residual geradas durante a ciclagem. Também foi observada uma degradação da capacidade de recuperação de forma do material, como conseqüência da combinação de deslocações e martensita residual, geradas durante a ciclagem por dobramento rotatório. Na análise da influência da velocidade de rotação observou-se uma diminuição da vida em fadiga com o aumento da velocidade, possivelmente devido a um aumento na temperatura dos fios durante os testes, e conseqüentemente, um aumento da tensão crítica para formação de martensita. Maiores tensões aumentam a ocorrência de deformações plásticas e favorecem a nucleação e propagação das trincas, causando uma diminuição da vida em fadiga do material. |
| Abstract: | The effect of cyclic rotary bending strains on martensitic and reverse transformation temperatures, on mechanical properties and on recovery strain capacity, was investigated in this work, using wires of a superelastic NiTi alloy with 1.0mm in diameter. The influence of rotational speed on the materials fatigue resistance was analyzed as well. The material was characterized by X-ray diffraction, optical and scanning electron microscopy and electron microprobe analysis. Cyclic rotary bending straining was performed by turning the wires, previously bent in a specific radius of curvature, around its axis, to allow maximum tensile strain amplitudes of 2,0, 3,0 and 4,5% at the wires surface. Specimens were initially tested until rupture by fatigue, in order to determine the average number of cycles to failure in each deformation condition. Next, wires strained to ¼ and ¾ of this number of cycles and wires not strained were employed in tensile, load-unload tensile and differential scanning calorimetry tests. A martensite stabilization effect was observed in wires subjected to cyclic strains amplitudes of 4,5%. This effect was manifested as an increase in the transformation temperatures and a decrease in the critical stress for inducing martensite, and took place, probably, due to the internal stress associated with dislocations and residual martensite generated during cycling. Also, degradation on the materials recovery strain capacity, as consequence of dislocations and residual martensite generated during cyclic rotary bending, was observed. In the analysis of the influence of rotational speed, it was observed that the fatigue life decreases as the speed increases, probably due to the increase in the wires temperature during the tests, which increases the critical stress for inducing martensite. Higher stresses contribute to the occurrence of plastic strains and support the nucleation and growth of cracks, decreasing the materials fatigue life. |
| Subject: | Engenharia metalúrgica Metalurgia física Ligas de niquel-titanio Propriedades mecânicas |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8DVF44 |
| Issue Date: | 23-Mar-2005 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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