Title

ANÁLISE DA SUPERFÍCIE DE FRATURA EM FIOS DE NiTi SUBMETIDOS À FADIGA POR FLEXÃO ROTATIVA

ANALYSIS OF THE FRACTURE SURFACE OF NiTi WIRES SUBMMITED TO ROTATIONBENDING FATIGUE

Authorship

Torres, Brunella Campos; Costa, Isadora Maria Oliveira Anício; Figueiredo, Ana Maria Gontijo; Buono, Vicente Tadeu Lopes

Torres, Brunella Campos

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Costa, Isadora Maria Oliveira Anício

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Figueiredo, Ana Maria Gontijo

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Buono, Vicente Tadeu Lopes

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DOI

10.5151/2594-5327-23507

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Abstract

Na maioria de suas aplicações, as ligas NiTi são submetidas a solicitações cíclicas de origem térmica e/ou mecânica, podendo portanto sofrer tanto fadiga estrutural, ou seja, degradação da microestrutura, quanto fadiga funcional, com perda de suas propriedades funcionais. Visando contribuir para uma maior compreensão da fadiga mecânica nessas ligas, foram levantadas curvas de vida em fadiga de diferentes fios de NiTi de procedência comercial a partir de ensaios de flexão rotativa em diferentes deformações e temperaturas. As características das superfícies de fratura de fios rompidos em diferentes amplitudes de deformação na temperatura ambiente foram também avaliadas em imagens de microscopia eletrônica de varredura. Observou-se que as curvas de vida em fadiga dos fios de martensita e austenita estáveis foram aproximadamente paralelas, mas os fios martensíticos foram 100 vezes mais resistentes à fadiga do que os austeníticos. Já a vida em fadiga dos fios superelásticos apresentou um comportamento incomum para deformações intermediárias, com o número de ciclos aumentando à medida que a deformação aumentava. Da mesma forma, com o aumento da amplitude de deformação, a área de fadiga das superfícies de fratura permaneceu aproximadamente constante no intervalo de 4% a 7,5%, voltando a diminuir acentuadamente a partir de 8% de deformação.

In the majority of applications, NiTi alloys are subjected to cyclic solicitations of thermal and/or mechanical origin and are prone to undergo structural fatigue, with microstructure degradation, as well as functional fatigue, followed by loss of their functional properties. Aiming to contribute to a greater understanding of the mechanical fatigue of these alloys, fatigue life curves of different commercial NiTi wires were obtained by means of rotatingbending tests performed at different temperatures. The characteristics of the fracture surface of wires tested at various strain amplitudes at room temperature were also evaluated in scanning electron microscopy images. It was observed that the fatigue life curves of stable martensitic and austenitic wires were approximately parallel, although the martensitic wires were 100 times more fatigue resistant than the austenitic ones. On the other side, the fatigue life of the superelastic wires showed an uncommon behavior for intermediate strains, the number of cycles increasing as the strain increased. Similarly, as the strain amplitude increased, the fatigue area of the fracture surfaces remained approximately constant in the interval from 4% to 7.5%, and then started to decrease markedly after 8% strain.

Keywords

Ligas de NiTi; Fadiga; Nucleação; Crescimento de trincas.

NiTi alloys, Fatigue, crack nucleation and growth.