ISSN 2594-4711
23º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas — Vol. 23, Num. 23 (2025)
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Resumo
As ligas níquel-titânio (Nitinol - NiTi) são utilizadas em componentes médicos, como stents e fios ortodônticos, além de diversas aplicações industriais, em razão da superelasticidade, efeito memória de forma e biocompatibilidade. Nessa pesquisa o objetivo foi avaliar os efeitos do tratamento térmico na resistência mecânica, dureza e microestrutura de uma liga níquel-titânio utilizada na fabricação de fios ortodônticos. Inicialmente, fios de uma bobina do material foram cortados e aquecidos a 475, 535 e 575 °C seguidos de resfriamento em água ou ar. Posteriormente, foram feitos ensaios de tração, medidas de dureza e caracterização microestrutural. Para determinar a composição química, medir as durezas e caracterizar as microestruturas, uma chapa retangular com aproximadamente 80 gramas foi confeccionada por meio da fusão de pedaços de fios, em um forno a arco elétrico e atmosfera controlada. Os resultados mostram que a austenitização a 475 °C promove a formação de agulhas menores de martensita que dificultam o movimento das discordâncias e aumentam a resistência mecânica do material. Com relação às durezas, a diferença entre os valores foi pouco significativa. Dessa forma, o melhor equilíbrio entre resistência mecânica, dureza e microestrutura martensítica é obtido com o aquecimento dos fios a 475 °C e resfriamento em água.
NICKEL-TITANIUM ALLOYS (NITINOL - NITI) ARE USED IN MEDICAL COMPONENTS, SUCH AS STENTS AND ORTHODONTIC WIRES, IN ADDITION TO SEVERAL INDUSTRIAL APPLICATIONS, DUE TO THEIR SUPERELASTICITY, SHAPE MEMORY EFFECT AND BIOCOMPATIBILITY. IN THIS CONTEXT, THE AIM OF THIS RESEARCH WAS TO EVALUATE THE EFFECTS OF HEAT TREATMENT ON THE MECHANICAL STRENGTH, HARDNESS AND MICROSTRUCTURE OF A NICKEL-TITANIUM ALLOY USED IN THE MANUFACTURE OF ORTHODONTIC WIRES. INITIALLY, WIRES FROM A COIL OF THE MATERIAL WERE CUT AND HEATED TO 475, 535 AND 575 °C FOLLOWED BY COOLING IN WATER OR AIR. SUBSEQUENTLY, TENSILE TESTS, HARDNESS MEASUREMENTS AND MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION WERE PERFORMED. TO DETERMINE THE CHEMICAL COMPOSITION, MEASURE HARDNESS AND CHARACTERIZE MICROSTRUCTURES, A RECTANGULAR SHEET WEIGHING APPROXIMATELY 80 GRAMS WAS MADE BY MELTING PIECES OF WIRES IN AN ELECTRIC ARC FURNACE IN A CONTROLLED ATMOSPHERE. THE RESULTS SHOW THAT AUSTENITIZATION AT 475 °C PROMOTES THE FORMATION OF SMALLER MARTENSITE NEEDLES THAT HINDER THE MOVEMENT OF DISLOCATIONS AND INCREASE THE MECHANICAL STRENGTH OF THE MATERIAL. REGARDING HARDNESS, THE DIFFERENCE BETWEEN THE VALUES WAS NOT VERY SIGNIFICANT. THUS, THE BEST BALANCE BETWEEN MECHANICAL STRENGTH, HARDNESS AND MARTENSITIC MICROSTRUCTURE IS OBTAINED BY HEATING THE WIRES TO 475 °C AND COOLING THEM IN WATER.
Palavras-chave
Nitinol, Efeito memória de forma, Microestrutura do nitinol.
Nitinol, Shape memory effect, Nitinol microstructure
Como citar
Filho, André Itman; Jr, Wdson Silva Pereira; Fernandes, Luís Filipe Rodrigues; Morbioli, Guilherme Gianini.
EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO EM UMA LIGA NÍQUEL-TITÂNIO (NITINOL),
p. 847-853.
In: 23º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas,
São Paulo, Brasil,
2025.
ISSN: 2594-4711, DOI 10.5151/2594-4711-42873
