Influência de tratamentos térmicos e mecânicos nas temperaturas de transformação martensítica em ligas Ni-Ti com efeito memória de forma.

Abstract

As ligas Ni-Ti com efeito memória de forma são capazes de recuperar uma forma predefinida pela mudança de temperatura. Quando uma liga com memória de forma se encontra abaixo de sua temperatura de transformação, ela pode ser facilmente deformada, mas ao ser aquecida ela recupera sua forma original exercendo uma força considerável. Esta propriedade é explorada em aplicações tecnológicas. Uma liga comercial de Ni-Ti, aproximadamente equiatômica, submetida a tratamento térmico de envelhecimento a cerca de 500ºC foi estudada. Na condição como recebida a liga apresentou precipitados e duas transformações de fase no resfriamento: da fase matriz (cúbica de corpo centrado – B2) para a fase martensítica trigonal (R) e, da fase R para a fase martensítica monoclínica (B19’). O material foi subdividido em dois lotes, um deles foi estudado no estado como recebido e o outro foi submetido a tratamento térmico a 900°C, por 30 minutos, objetivando solubilizar os precipitados presentes. Ensaios de tração foram realizados à temperatura ambiente em corpos de prova da liga extraídos dos dois lotes, em duas condições: após aquecimento até 80°C e após resfriamento em nitrogênio líquido. Foram utilizadas deformações de 2, 4, 6 e 8%. As técnicas de calorimetria exploratória diferencial, resistividade elétrica e atrito interno foram utilizadas para medir as temperaturas de transformações de fase antes e após a deformação. A difração de raios-X foi empregada para identificar as fases presentes no material em cada condição. As análises metalográficas por microscopia ótica e microscopia de força atômica foram utilizadas para avaliação da morfologia das fases martensíticas presentes nas amostras. Observou-se que o tratamento térmico solubilizou parte dos precipitados e fez com que a fase R fosse suprimida. Foi verificado que a deformação reorienta as placas de martensita R em baixas tensões. Pode ocorrer, ainda, reorientação das variantes de B19’ existentes e ou indução destas, sendo que a quantidade de B19’ aumenta em função da deformação, para as amostras envelhecidas. Na liga como recebida, as temperaturas de início e fim da formação das fases martensíticas foram Ri=43°C, Rf=16°C, Mi=-26°C e Mf=-46°C. Para a liga submetida a tratamento térmico de solubilização as temperaturas foram Mi=34°C e Mf=13°C. As temperaturas de transformação reversa da liga envelhecida foram Ri*=9°C, Rf*/Ai=37°C, Af=44°C para as amostras não deformadas e ocorreram no intervalo entre 26°C e 50°C para aquelas deformadas. Nas amostras solubilizadas as temperaturas de transformação reversa foram: Ai=37°C e Af=65°C, houve uma pequena elevação destas temperaturas nas amostras deformadas.