Title

CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA DE UMA LIGA DE NITI REPROCESSADA POR FUSÃO A PLASMA E INJEÇÃO EM MOLDES METÁLICOS

THERMAL CHARACTERIZATION OF A NITI ALLOY REPROCESSED BY PLASMA MELTING AND INJECTION IN METAL MOLDS

Authorship

Simões, Jackson de Brito; Pereira, Francisco Fernando Roberto; Otubo, Jorge; Araújo, Carlos José de

Simões, Jackson de Brito

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Pereira, Francisco Fernando Roberto

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Otubo, Jorge

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Araújo, Carlos José de

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DOI

10.5151/1516-392X-26585

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Abstract

As Ligas com efeito de Memória de Forma (LMF) são metais funcionais que podem recuperar grandes deformações, superiores a 5%, quando submetidos a carregamento mecânico e/ou aquecidos. Este fenômeno ainda surpreende pesquisadores e engenheiros de projetos, materiais e processos. Esses metais possibilitam o desenvolvimento de atuadores termomecânicos capazes de gerar esforço mecânico com o bloqueio da recuperação de forma. Inúmeros são os processos para obtenção dessas LMF, cada um com sua particularidade e limitação específica. Nesse contexto, este trabalho avalia o efeito do reprocessamento pela técnica Plasma Skul Push-Pull (PSPP) e do tratamento térmico de solubilização nas propriedades térmicas de transformação de fase de uma LMF 55,1Ni-44,9Ti (% em peso) obtida originalmente pelo processo de fusão por indução a vácuo (VIM). Para isso, a LMF foi refundida com uma tocha de plasma e vazada sob pressão em quatro moldes metálicos distintos (aço, bronze, alumínio e cobre). As técnicas de caracterização térmica Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Resistência Elétrica em função da Temperatura (RET) foram utilizadas para avaliar o efeito desse reprocessamento e do subsequente tratamento térmico de solubilização a 850°C em diferentes tempos. Verificou-se que a injeção em molde metálico proporciona uma significativa redução nas temperaturas de transformação de fase, da ordem de 30°C em relação ao material bruto obtido por VIM. Por fim, foi possível concluir que a LMF NiTi reprocessada mantém a transformação de fase mesmo após tratamentos de solubilização a 850°C em tempos mais longos (8 h), contrariamente ao material originalmente obtido por VIM.

Shape memory alloy (SMA) are functional metals that can recover large strain, greater than 5%, when subjected to mechanical loading and/or heated. This phenomenon still surprises researchers and design engineers, materials and processes. These metals possible to develop thermo-mechanical actuator that can generate mechanical force with the blocking of shape recovery. There are numerous processes for obtaining these SMA, each with their particularity and specific limitation. In this context, this study evaluates the effects of reprocessing by the technical Plasma Skul Push-Pull (PSPP) and solubilization thermal treatment in the thermal properties of phase transformation of the SMA 55,1Ni- 44,9Ti (wt%) originally obtained by vacuum induction melting process (VIM). For this, the SMA was remelted with a plasma torch under pressure and poured into four different metal molds (steel, bronze, aluminum and copper). The thermal characterization techniques of Differential Scanning Calorimetry (DSC) and electrical resistance as a function of temperature (ERT) were used to evaluate the effect of reprocessing and subsequent solubilization heat treatment at 850°C at different times. It was found that the metal injection molding provides a significant decrease in the phase transformation temperatures of the order of 30°C relative to raw material obtained by VIM Lastly, it was concluded that the LMF NiTi reprocessed keeps the phase transformation even after solubilization treatment at 850°C for longer times (8 h), contrary to material originally obtained by VIM.

Keywords

Ligas com memória de forma, Fusão por plasma, Solidificação, Tratamento de solubilização

Shape memory alloys, Plasma melting, Solidification, Solubilization treatment