Estudo da cinética de precipitação do Ti3Ni4 e sua influência nas propriedades mecânicas e funcionais de uma liga Ti-51%Ni

• Autor(a) principal: Guilherme Simões Pandolfi
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/46758
• topic: NiTi; Ti3Ni4; Envelhecimento; Cinética de precipitação; Fração volumétrica; Comportamento mecânico; Engenharia metalúrgica; Metalurgia física; Metais - Propriedades mecânicas; Precipitação (Química)

Neste estudo, analisou-se a influência da temperatura e do tempo de envelhecimento na cinética de precipitação do Ti3Ni4, assim como no comportamento mecânico e funcional de uma liga comercial Ti-51.0%at. Ni. Para investigar a cinética de precipitação do Ti3Ni4, foi proposto um parâmetro numérico baseado nas temperaturas das transformações de fase, denominado "M" _"p" ^" global" , o qual permitiu avaliar a fração reagida de Ti3Ni4 para cada condição de envelhecimento. O modelo de Johnson-Mehl-Avrami-Erofeyev-Kolmogorov mostrou-se adequado na descrição da cinética de precipitação do Ti3Ni4, devido à ótima correlação entre o modelo e os dados experimentais. Os expoentes de Avrami obtidos para a liga Ti-51.0% Ni indicam que a precipitação do Ti3Ni4 é controlada por difusão, o crescimento do precipitado é unidimensional, e provável ocorrência de saturação de sítios para nucleação durante o processo de precipitação. A energia de ativação aparente estimada para a precipitação de Ti3Ni4 na liga de Ti-51% Ni foi de 108 (± 8) kJ/mol. Frações volumétricas de Ti3Ni4 foram estimadas para diversas condições de envelhecimento por meio do parâmetro "M" _"p" ^" global" . Considerando envelhecimentos por 1h, as amostras envelhecidas a 400 e 450°C exibiram o maior limite de escoamento aparente da martensita, os menores valores de tensão para indução de martensita e foram as únicas que mudaram o comportamento funcional de superelasticidade para efeito memória de forma. Estes resultados estão associados às maiores frações volumétricas de Ti3Ni4 nessas amostras em relação às demais. Quanto à influência do tempo de envelhecimento nas amostras tratadas a 350, 400 e 450°C, foi possível correlacionar a cinética de precipitação do Ti3Ni4 com as mudanças observadas no limite de escoamento aparente da martensita, na tensão necessária para indução de martensita, na deformação plástica após o ciclo de 6% de deformação e no comportamento funcional das amostras. Os maiores níveis de endurecimento por precipitação foram atingidos nas amostras envelhecidas a 350°C, seguido pelos envelhecimentos a 400 e 450°C. A tensão necessária para indução de martensita exibiu os menores valores nas amostras envelhecidas a 450°C, enquanto as envelhecidas a 350°C exibiram os maiores valores. Envelhecimentos por até 2h apresentaram as menores deformações plásticas nas amostras envelhecidas a 350, 400 e 450°C, sendo, provavelmente, condições que suscitem melhor resistência à fadiga funcional. Quanto à resistência à fadiga estrutural, as condições de envelhecimento 400°C/8h; 400°C/4h e 450°C/2h promoveram os melhores resultados. A resistência à fadiga estrutural das amostras envelhecidas é influenciada pela quantidade de fase R na matriz, pelo nível de tensão durante o carregamento e pela extensão do estágio III de deformação ocasionado.