Título

COMPORTAMENTO MECÂNICO DE FIOS NITI SUBMETIDOS A ENSAIOS DE FADIGA

MECHANICAL BEHAVIOR OF NITI WIRES SUBJECTED TO FATIGUE

Autoria

Amim, João Victor Lucas; Silva, Jéssica Dornelas; Ribeiro, Lorena Isabela de Oliveira; Resende, Pedro Damas; Martins, Suzanny Cristina Soares; Buono, Vicente Tadeu Lopes; Santos, Leandro de Arruda

DOI

10.5151/2594-5327-33660

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Resumo

Ligas com memória de forma de NiTi são frequentemente submetidas a esforços cíclicos durante suas aplicações, o que pode acarretar em fratura por fadiga. Entretanto, o comportamento em fadiga destas ligas ainda não é completamente compreendido. Neste trabalho foi realizada uma avaliação das propriedades mecânicas de fios superelásticos, antes e após tratamento térmico, por meio de ensaios de ciclagem mecânica uniaxial após submissão a diferentes frações da vida em fadiga por flexão. O tratamento térmico foi realizado a 400°C por 30 min, seguido de resfriamento em água. As fases foram identificadas por meio de difração de raios-x e as temperaturas de transformação foram determinadas por análise calorimétrica diferencial. Os resultados obtidos mostraram que fios austeníticos apresentaram comportamento superelástico durante toda sua vida em fadiga. Entretanto, o acúmulo de danos pôde ser notado como um aumento na tensão máxima atingida durante a ciclagem mecânica após ensaios até diferentes frações da vida em fadiga. Os fios tratados, por outro lado, passaram por deformações elásticas da martensita, caracterizando comportamento similar ao de fadiga de alto ciclo de materiais convencionais. Nestes fios, as tensões máximas atingidas se estabilizaram, indicando que o acúmulo de danos é desprezível se comparada aos fios superelásticos.

 

NiTi shape memory alloys are frequently subjected to cyclic stress and straining conditions, being prone to failure by fatigue. However, the fatigue of behavior of these alloys is not yet fully comprehended. In this paper, the mechanical properties of superelastic and heat-treated wires were analyzed by means of uniaxial mechanical cycling after being subjected to different fatigue life fractions on flexural fatigue. The heat-treatment was performed at 400°C for 30 min and cooled in room-temperature water. The microstructure was characterized via XRD analysis and the transformation temperatures were determined by DSC analysis. The results showed that the austenitic wires presented superelastic behavior through all of their fatigue life. However, damage accumulation could be noted as an increase in the maximum achieved stresses after different fractions of the fatigue life. The heat-treated wires, on the other hand, presented elastic deformation of the induced martensite, a behavior similar to the observed in the high-cycle fatigue of conventional materials. In these wires, the maximum stresses achieved during cycling stabilized, meaning that the damage accumulation is not as high as in the superelastic condition.

Palavras-chave

; Efeito memória de forma; Superelasticidade; Fadiga

; Shape Memory Effect; Superelasticity; Fatigue