Estudo da viabilidade de crescimento anormal de grãos em uma liga de memória de forma Cu-­Al-­Ni-­Mn-­Nb

Carregando...
Imagem de Miniatura

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Universidade Federal de Minas Gerais

Descrição

Tipo

Dissertação de mestrado

Título alternativo

Primeiro orientador

Membros da banca

Witor Wolf
Paulo José Modenesi

Resumo

As ligas de memória de forma (LMF’s) são materiais inteligentes que têm como características principais o efeito memória de forma, que consiste na recuperação de sua forma original, depois de ter sido deformado, após um ciclo térmico, e a superelasticidade, que é a recuperação de grandes deformações após o descarregamento mecânico. Esses fenômenos são resultantes de uma transformação de fase reversível do tipo austenita/martensita. Por ser a base de cobre, a liga Cu-Al-Ni de memória de forma apresenta baixo custo dos elementos se comparado com as ligas de Ni-Ti e possui um potencial para aplicação em temperaturas acima de 100°C. Contudo, a fratura frágil intergranular é uma desvantagem para a sua aplicação. Nesse sentido, obter um material de grãos anormais é uma forma de superar a limitação imposta pela fratura intergranular nessa liga. O objetivo desta dissertação é obter uma LMF Cu-Al-Ni-Mn-Nb com crescimento de grãos anormais por meio de ciclagens térmicas e/ou laminação a quente. A LMF estudada foi a Cu-11,76Al-3,22Ni-2,78Mn-0,02Nb (% peso), processada por conformação por spray. Ela foi submetida a tratamentos isotérmicos em 300°C, 400°C, 500°C, 600°C e 700°C por 24h com a finalidade de se determinar as fases formadas nessas temperaturas. Após o estudo dos tratamentos isotérmicos, ciclou-se termicamente a amostra bruta conformada por spray em 400°C e 600°C. Além disso, foi feita uma laminação em 950°C na amostra bruta conformada por spray e parte dela foi ciclada em 400°C. Diante disso, verificou-se que a rota que apresentou um maior crescimento de grãos foi a amostra laminada em 950°C e ciclada em 400°C. A amostra conformada por spray ciclada em 400°C e a amostra laminada em 950°C apresentaram crescimento anormal de grãos (CAG), porém com uma menor eficiência. Sugere-se que o mecanismo envolvido no CAG aplicado à LMF Cu-11,76Al-3,22Ni-2,78Mn-0,02Nb (% peso) está relacionado com a formação de subgrãos.

Abstract

Shape memory alloys (SMA’s) are smart materials that present shape memory effect, which consists on the recovery of the deformed state after a thermal cycle, and the superelasticity, which is the recovery from large deformations after mechanical unloading. These phenomena are the result of a reversible phase transformation of the austenite/martensite. Being a copper-based alloy, the Cu-Al-Ni shape memory alloy has low elemental cost compared to Ni-Ti alloys and has a potential for application at temperatures above 100°C. However, brittle intergranular fracture is a limitation for its application. In this sense, obtaining an abnormal grain growth in this material is a way to overcome the limitation imposed by intergranular fracture in this alloy. The aim of this master thesis is to obtain a Cu-Al-Ni-Mn-Nb with large grains through a combination of thermal cycling and hot rolling. The SMA studied was Cu-11.76Al-3.22Ni-2.78Mn-0.02Nb (wt %), processed by spray forming. It was submitted to isothermal treatments at 300°C, 400°C, 500°C, 600°C and 700°C for 24h in order to determine the formed phases at these temperatures. After studying the isothermal treatments, the spray formed sample was thermally cycled at 400°C and 600°C. In addition, a rolling at 950°C was performed on the spray formed sample and part of it was cycled at 400°C. In view of this, it was found that the most optimized route for grain growth was the rolling at 950°C and cycled at 400°C. The sample spray formed cycled at 400°C and the sample rolled at 950°C showed abnormal grain growth (AGG), but with a lower efficiency. It is suggested that the mechanism involved in the AGG applied to the Cu-11.76Al-3.22Ni-2.78Mn-0.02Nb (wt %) SMA is associated with subgrains formation.

Assunto

Engenharia metalúrgica, Metalurgia física, Ligas de memória de forma, Laminação (Metalurgia)

Palavras-chave

Liga de memória de forma a base de cobre, Fratura intergranular, Crescimento anormal de grãos, Ciclagem térmica, Laminação, Subgrãos

Citação

Endereço externo

Avaliação

Revisão

Suplementado Por

Referenciado Por