Caracterização da fadiga mecânica de baixo ciclo em ligas superelásticas de NiTi

• Autor(a) principal: Ana Maria Gontijo Figueiredo
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7REH9X
• topic: Fadiga de baixo ciclo; Superelasticidade; Fadiga de materiais metálicos; Ligas NiTi; Engenharia metalúrgica; Resistência de materiais; Metais Fadiga; Metalurgia de transformação

O crescimento acelerado da utilizacao de ligas superelasticas, particularmente as do sistema NiTi, em aplicacoes medicas e odontologicas, juntamente com o emprego de procedimentos cada vez menos invasivos, tem imposto a necessidade crescente de investigacao da tecnologia de producao e do comportamento desses materiais. Como, na maioria dos casos, esses materiais estao submetidos a solicitacoes mecanicas ciclicas, o conhecimento da sua resposta a fadiga torna-se fundamental para a seguranca na suautilizacao. Entretanto, a natureza nao-linear da superelasticidade dificulta a modelagem, atraves das teorias classicas, do comportamento mecanico de materiais que apresentam esta propriedade. Assim, varios aspectos do comportamento dessas ligas permanecem controversos. O presente trabalho visou estudar o comportamento em fadiga de baixo ciclo de fios de NiTi, submetidos a ensaios de flexao rotativa sob controle de deformacao. Foram empregados cinco tipos de fios - um com microestrutura austenitica estavel, dois superelasticos, um bifasico (microestrutura austenitica e martensitica) e um martensitico estavel. As curvas de vida em fadiga obtidas foram comparadas entre si e com asencontradas na literatura. A microestrutura dos fios foi caracterizada antes e apos os ensaios de fadiga. Foi observado que, nas condicoes testadas, os fios martensiticos apresentaram a maior vida em fadiga. Os resultados de uma modelagem numerica pelo metodo dos elementos finitos sugeriram que a concentracao de tensoes e deformacoes ebem menos intensa no fio martensitico e propoe-se que esta seja uma das razoes da maior vida em fadiga deste fio. Mostrou-se que os fios superelastico e bifasico apresentam curvas de fadiga que, para deformacoes menores que 4%, se aproximam da curva do fioaustenitico. Entretanto, para deformacoes mais altas, um crescimento da vida em fadiga faz com que suas curvas passem a se aproximar gradativamente da curva do fio martensitico, adquirindo a inesperada forma de um ... Foi verificado que variacoes no trecho em ....das curvas de fadiga estao relacionadas a diferencas na estabilidade da austenita nos fios. Alem disso, foi possivel relacionar esse efeito .... com alteracoes nas superficies de fadiga e na morfologia das trincas. Propoe-se que este efeito seja devido a inibicao da formacao de martensita na ponta da trinca, causada pela reducao de volume associada a esta transformacao. Esta inibicao e superada quando as deformacoes sao mais altas e um volume crescente de martensita e formado no material, dificultando a nucleacao e propagacao de trincas de fadiga.