Recuperação e recristalização de liga NiTi deformada por compressão e tratada termicamente no intervalo entre 150 e 500ºC

• Autor(a) principal: Ribeiro, Shimeni Baptista
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27062
• topic: Ligas NiTi; Recuperação; Recristalização; Precipitação; Textura; Compressão uniaxial; EBSD; Nanoindentação; Recristalização (Metalurgia); Liga (Metalurgia); Tratamento térmico; Nitinol; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; NiTi alloys; Recovery; Recrystallization; Precipitation; Texture; Uniaxial compression; EBSD; Nanoindentation

As ligas NiTi devido a transformação martensítica termoelástica, divergem do comportamento observado em materiais clássicos no que diz respeito aos mecanismos de recuperação e recristalização. Neste sentido, o presente trabalho buscou evidências de mudanças microestruturais, microtexturais, de transformações de fases e propriedades mecânicas que pudessem estar relacionadas a fenômenos de recuperação e recristalização de duas composições de ligas NiTi (uma aproximadamente equiatômica e uma rica em níquel, quanto a composições almejadas) conformadas via forjamento rotativo a quente, posteriormente solubilizadas e submetidas a compressão uniaxial, a temperatura ambiente, resultando em um misto de fases B2 e B19’ estabilizadas por deslizamento de discordâncias. Em seguida a compressão uniaxial, as amostras foram submetidas ao recozimento para ativação dos fenômenos de recuperação e recristalização em um intervalo de temperaturas entre 150 e 500o C, com duração de 30 minutos, com um incremento de 50o C entre cada temperatura. Para observação dos fenômenos de recuperação e recristalização em conjunto com uma possível interferência da precipitação, foram utilizadas as seguintes técnicas: Difração de raios X, para identificação das fases presentes; nanoindentação instrumentada, para avaliação das propriedades mecânicas extraídas das curvas resultantes de força aplicada versus profundidade de indentação; e difração de elétrons retroespalhados (EBSD) em um microscópio eletrônico de varredura (MEV) com filamento de hexaboreto de lantânio (LaB6), para observação da evolução da microestrutura e microtextura da fase B2, todas estas a temperatura ambiente. Além da observação quanto as evidências da recuperação e recristalização durante análise de dilatometria e calorimetria diferencial de varredura (DSC) ao aquecer as amostras somente comprimidas até 500ºC, somada a observação quanto as sequências e transformações de fases via DSC nas amostras simplesmente forjadas, solubilizadas, comprimidas e totalmente recristalizadas. Os tratamentos térmicos subsequentes resultaram em características associadas a recuperação, tais como com indícios iniciais de transformação em múltiplas etapas (B2↔B19’; B2↔R; R↔B19’) e redução da dureza devido a redução do encruamento, para temperaturas entre 150 e 300o C, inicialmente devido a recuperação e em menor grau recristalização no intervalo superior de temperatura. O fenômeno de recristalização foi verificado no intervalo entre 300 e 500o C, sendo observado recuperação das propriedades mecânicas, tais como dureza a patamares anteriores a compressão uniaxial. A análise da microtextura cristalográfica identificou predominância da componente <111>, provável herança da textura de deformação desenvolvida na etapa de forjamento rotativo na maioria das amostras. As amostras solubilizadas apresentaram componentes associadas a textura de recristalização: <100> e <110>, sendo este um indicativo da textura apresentada por estas amostras após tratamentos térmicos mais longos. A mistura de fases B19’ e B2 encruadas resultante do modo de deformação em compressão uniaxial apresentou comportamento microestrutural diverso frente aos fenômenos de recuperação e recristalização em amostras conformadas via laminação a frio ou tração, devido a distintas evoluções estruturais durante a deformação destas microáreas por formação inicial de martensita induzida por tensão (MIT) e outras microáreas com encruamento direto de grãos da fase B2. A restauração final oriunda do fenômeno de recristalização resultou na transformação em duas etapas com o resfriamento e alguma evidência de múltiplas etapas com o aquecimento, por efeito de precipitação na liga com maior teor efetivo de Ni na matriz de NiTi em tratamentos nas mais altas temperaturas durante 30 minutos.