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

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

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 sua utilizacao. 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 as encontradas 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 e bem 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 fio austenitico. 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.

ASSUNTO(S)

engenharia metalúrgica teses. metais fadiga teses. resistência de materiais teses. metalurgia de transformação teses.

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