Title

CARACTERIZAÇÃO DE LIGA NiTi SUPERELÁSTICA

CHARACTERIZATION OF SUPERELASTIC NiTi ALLOY

Authorship

Faustino, Ronan Almeida; Silva, Pedro Henrique Habaeb; Buono, Vicente Tadeu Lopes; Gonzalez, Berenice Mendonça; Figueiredo, Ana Maria Gontijo

Faustino, Ronan Almeida

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Silva, Pedro Henrique Habaeb

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Buono, Vicente Tadeu Lopes

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Gonzalez, Berenice Mendonça

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Figueiredo, Ana Maria Gontijo

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DOI

10.5151/2594-5327-16112

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Abstract

Este trabalho apresenta os resultados da caracterização mecânica e física de uma liga NiTi superelástica, visando aplicações biomecânicas envolvendo fadiga estrutural. O material na forma de tira foi caracterizado por EDS, DRX, DSC e ensaios de tração até a ruptura e carga-descarga com deformações de 2%, 4% e 6%. Posteriormente, a tira foi recozida e re-submetida ao DSC e tração às temperaturas de 22°C, 50°C, 100°C, 150°C e 190°C. E nsaios de fratura foram realizados em corpos-de-prova com entalhe de 1 mm de profundidade, às temperaturas de 22°C, 50°C e 100°C. Os ensaios de t ração e de fratura foram simulados pelo método de elementos finitos para visualização da distribuição de tensões e deformações no corpo-de-prova. A tira à temperatura ambiente é bifásica e a distribuição de tensões segundo o modelo numérico é coerente com a esperada. O recozimento possivelmente promoveu a recuperação da microestrutura, com a reorganização das deslocações, justificando os resultados obtidos nos ensaios de tração e fratura. Ainda assim, o comportamento da liga não seguiu os padrões esperados, sugerindo a permanência de micro-segregação. Essa característica dificulta o emprego do material nos ensaios de fadiga, uma vez que introduz efeitos produzidos por variáveis desconhecidas, portanto não controláveis.

This paper presents results of physical and mechanical characterization of a superelastic NiTi alloy, aiming biomechanical applications involving structural fatigue. The strip shaped material was characterized by EDS, DRX, DSC and tensile tests till rupture and load-unload tests up to 2%, 4% and 6% strains. Afterwards the strip was annealed and re-characterized by DSC and tensile tests at 22°C, 50°C, 100°C, 150° C and 190°C. Fracture tests were carried out in specimens with 1 mm depth notch, at 22°C, 50°C e 100°C. Tensile and fracture tests were simulated by finite element method to visualize stress and strain distribution. At room temperature the strip is dual phased. The stress distribution obtained by numeric model is consistent with the one expected. Annealing possibly produced recovery of the microstructure, reorganizing the dislocation structure, and this justifies the results obtained in tensile and fracture tests. However, the strip behavior did not follow the expected patterns, suggesting persistence of structural micro-segregation. This characteristic raises difficulties to use the material in fatigue tests, because introduces effects produced by unknown non- controllable variables.

Keywords

Liga NiTi; Superelasticidade; Caracterização física; Caracterização mecânica.

NiTi alloy; Superelasticity; Physical characterization; Mechanical characterization.