Efeito de tratamento criogênico no comportamento pseudoelástico da liga Ni57Ti43 sob carregamento cíclico

Abstract

As ligas com memória de forma (LMFs) possuem a particularidade de recuperar uma forma original após deformações significativas e destacam-se pelo comportamento pseudoelástico e efeito memória de forma, que possibilitam aplicações em diversas áreas. Em aplicações como atuadores, o material é submetido a carregamentos termomecânicos cíclicos, e as LMFs estão sujeitas a sofrer dois tipos de fadiga: estrutural e funcional. A estrutural é caracterizada pela falha mecânica do material, e a funcional pela alteração de propriedades com a ciclagem. No entanto, essas ligas apresentam uma resposta à fadiga e fratura incomum se comparada a outros materiais amplamente utilizados, devido às mudanças microestruturais que ocorrem por indução mecânica e/ou térmica. O tratamento criogênico é vastamente utilizado na indústria para o aprimoramento de propriedade de aços, e vem sendo investigado em ligas com memória de forma. Recentes estudos mostraram que o tratamento criogênico pode alterar de forma expressiva algumas propriedades da liga. O presente trabalho objetiva compreender se e como o tratamento criogênico influencia na resposta à fadiga da liga NiTi no regime pseudoelástico. Amostras de Ni57Ti43 austeníticas foram tratadas criogenicamente por meio de imersão em nitrogênio líquido (-196o C) por 24 horas, e submetidas a ensaios de fadiga variando a tensão máxima aplicada. As variações das propriedades funcionais da liga até a estabilização da curva pseusoelástica foram analisadas (fadiga funcional), e a quantidade de ciclos até a fratura do matéria (fadiga estrutural). Os resultados foram comparados com os obtidos nas amostras não tratadas criogenicamente submetidas às mesmas condições de carregamento. Observou-se que a deformação residual, a deformação máxima, a deformação recuperável e a energia dissipada aumentaram com o tratamento criogênico, enquanto que a tensão de transformação e a vida em fadiga diminuíram.