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Título: Influência de tratamento criogênico no comportamento pseudoelástico cíclico da liga Ni57Ti43 com memória de forma
Autor(es): Gontijo, Marina Melo
Orientador(es): Silva, Edson Paulo da
Assunto: Ligas NiTi
Metais - tratamento térmico
Materiais - fadiga
Criogenia
Data de apresentação: 28-Jun-2018
Data de publicação: 23-Jun-2020
Referência: GONTIJO, Marina Melo. Influência de tratamento criogênico no comportamento pseudoelástico cíclico da liga Ni57Ti43 com memória de forma. 2018. ix, 81 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: Investiga-se nesse trabalho a influência de tratamento criogênico no comportamento pseudoelástico da liga Ni57Ti43 sob carregamento cíclico. Trata-se de uma liga austenítica à temperatura ambiente, que apresenta um comportamento tensão-deformação pseudoelástico. O objetivo do trabalho é investigar experimentalmente se e como o comportamento pseudoelástico é influenciado por tratamento criogênico. Os ensaios foram conduzidos em dez corpos de prova no formato dog bone, sendo cinco deles tratados criogenicamente por imersão em nitrogênio líquido a -196 °C por 12 horas e cinco mantidos como recebidos. Avaliou-se o comportamento pseudoelástico até a estabilização da curva tensão-deformação por meio de ensaio de tração cíclico sob carga controlada a dois níveis de tensão, 500 MPa e 750 MPa. Uma análise comparativa entre as curvas obtidas mostra que o tratamento criogênico afetou significativamente o comportamento pseudoelástico da liga, deslocando a histerese para patamares superiores de tensão e apresentando redução das tensões de transformação de fase em torno de 17% para a transformação direta e 35% para a inversa; redução da deformação máxima alcançável em torno de 40%; redução de 45% da deformação residual; redução da deformação recuperável em 86,5% a 500 MPa, 27,6% a 750 MPa e diminuição do amortecimento em torno de 83,4%. Em comparação com o ensaio à 500 MPa, a realização do ensaio à tensão de 750 MPa apresenta um período de estabilização 70% mais rápido. A microestrutura mostrou que as amostras não tratadas acumularam mais martensita residual; o tamanho médio dos grãos foi aumentado em 14,4% com o tratamento e reduzidos em 16,9% devido aos ciclos aplicados. A mudança dos tamanhos de grão com o tratamento criogênico se mostrou condizente com as alterações observadas no comportamento mecânico do material. Foi constatada ainda a presença de poros e inclusões de TiC, características típicas da liga, sem diferenças entre as amostras tratadas e não tratadas criogenicamente.
Abstract: In this work the influence of cryogenic treatment on the behavior of the Ni57Ti43 alloy under cyclic loading was investigated. This alloy is austenitic at room temperature and presents a stress-strain pseudoelastic behavior. The objective of the research is to investigate experimentally if and how the pseudoelastic behavior is influenced by the cryogenic treatment. The tests were conducted in ten specimens in dog bone shape, from which five were cryogenically treated by immersion in liquid nitrogen at -196 °C for 12 hours and five were kept as received. The pseudoelastic behavior was evaluated until the stabilization of the stress-strain curve by means of cyclic stress-controlled loading at two levels of tension, 500 MPa and 750 MPa. A comparative analysis between the obtained curves showed that the cryogenic treatment affected significantly the pseudoelastic behavior of the alloy, dislocating the histeresis to a higher level of tension and showing a reduction of the transformation stress of approximately 17% for the direct transformation; 35% reduction for the indirect; a reduction on the maximum strain of around 40%; a decrease of 45% on the residual strain; reduction of 83,4% on the recoverable strain at 500 MPa, 27,6% at 750 MPa and reduction of the damping around 83,4%. Comparing with the cycling at 500 MPa, the tests done at 750 MPa showed a new stabilization period, reached 70% percent faster. The microstructure presented that the non-treated samples had more accumulated residual martensite; the average grain size was was increased in 14,4% with the cryogenic treatment and reduced 16,9% with the loading. The changes on the grain size with the cryigenic treatment were in accordance with the changes observed on the mechanical behavior of the material. It was also noted the presence of pores and TiC inclusions, which are typical for this alloy, without significant quantity difference between the treated and the non-treated.
Informações adicionais: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar meu trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.
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