Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-07-27T14:58:46Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2690635 bytes, checksum: 755347a9fe593fec9ee6de7af48d4375 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T14:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2690635 bytes, checksum: 755347a9fe593fec9ee6de7af48d4375 (MD5) Previous issue date: 2015-07-16 / Shape memory alloys are widely used to produce mechanical actuators which operate in a temperature range that are responsible for the shape recovery of the sensor element. Such applications are numerous engineering. In this case, the main aspect responsible for a good performance of the system is the stability of the characteristics temperature of the alloy, i.e., the start and finish temperatures of the austenitic and martensitic transformations. Cu-Al-Be alloys are very attractive from the commercial point of view and have low transformation temperatures, thus, attractive for various applications. However, the stability of the phases is still the subject of various investigations. In this work, a device for conducting thermal cycling experiments was constructed which is able to cycling the samples up to 10,000 times, enabling the investigation of the thermal stability of Cu-Al-Be alloy containing Cr, as grain refining element. Experimental results have shown that the thermal cycling over extended periods of times increases the temperatures of the martensitic phase reversion - stabilizing the martensite phase. On the other hand tests carried out during the aging heat treatments did not significantly alter these temperatures. It was concluded that the main mechanism for stabilization of the martensitic phase is related to the immobilization of the interface due to defects introduced during the thermocycling. / Ligas passíveis do efeito memória de forma são muito usadas para confecção de atuadores mecânicos os quais trabalham em uma faixa de temperatura as quais são responsáveis pela recuperação de forma do elemento sensor. Este tipo de aplicação é numeroso na engenharia. Neste caso, o principal aspecto responsável para um bom desempenho do sistema reside na estabilidade das temperaturas características da liga, ou seja, nas temperaturas de início e fim das transformações austenítica e martensítica. Ligas Cu-Al-Be são bastante atrativas do ponto de vista comercial e possuem temperaturas de transformação baixas, sendo assim, atrativas para diversas aplicações. Entretanto, a estabilidade das fases é ainda tema de diversas investigações. Nesse trabalho, foi construído um dispositivo para realização de ciclagem térmica por longos períodos, até 10.000 ciclos, de modo a possibilitar a investigação da estabilidade térmica de ligas Cu-Al-Be contendo Cr como elemento refinador de grão. Os resultados experimentais demonstraram que a ciclagem durante longos períodos aumenta as temperaturas de reversão da fase martensítica - estabilização da fase martensítica. Por outro lado, os testes realizados durante os tratamentos térmicos de envelhecimento não alteram de modo significativo estas temperaturas. Foi concluído que o principal mecanismo para estabilização da fase martensítica está relacionado com a imobilização da interfase devido à introdução de defeitos durante a ciclagem térmica.

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2663427 bytes, checksum: 32fe62098d052c5ec88062947422c2d1 (MD5) Previous issue date: 2010-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Shape memory alloys have been object of diverse studies due to a vast fan of possible applications, such as: medical applications (materials for applications in dentistry and orthopedics), sensor (thermostats) and thermal-mechanics actuators (connections of tubes). The objectives of this work were the elaboration and characterization of Cu-Al shape memory alloys which contend beryl and titanium in the following percentages: Cu-11,8Al- XBe-0,3Ti (X = 0,5; 0,6 and 0.7% weight); and to analyze the viability of the thermomechanical process in these alloys. The influence of the variables about chemical composition, quench hardening, thermal cycling and the thermomechanical treatment in the transformation temperatures were investigated. It was possible to verify that the addition of small amounts of Be alters the matrix composition and, consequently, the transformation temperatures. For its time, Ti forms precipitated with amounts of copper and aluminum that inhibit the growth of the grain in the thermomechanical process. The alloys were cycled themically in a range among the temperature below of Mf and above of Af reaching stable values being evidenced a great thermal stability. The microstructural evolution before and after the thermomechanical process, the transformation temperatures and the thermal stability were characterized by the thermal analysis (DSC and DTA), scanning electron microscopy and x-ray diffraction. Under low speeds of cooling, the alloys show a decomposition of the β phase with formation of the γ2 and α phases, whereas in the fast cooling, the β phase passes to β1 without the presence of the other phases. With the increase of the percentile of Be, the γ2 phase increases and it maintains precipitated together in the matrix with rich particles of second phase in titanium. However, after ix lamination and temper, the γ2 phase is not presented anymore staying the dispersed particles of second phase in the matrix. / As ligas com efeito memória de forma têm sido objeto de diversos estudos, devido a um vasto leque de aplicações possíveis, tais como: médicas (materiais para aplicações em odontologia e ortopedia), sensores (termostatos) e atuadores termomecânicos (conexões de tubos). Os objetivos deste trabalho foi a elaboração e caracterização de ligas com memória de forma do sistema Cu-Al contendo berílio e titânio nos seguintes percentuais: Cu- 11,8Al-XBe-0,3Ti (X = 0,5; 0,6 e 0,7 %peso). Forma estudados os efeitos das variáveis de processamento nas propriedades microestruturais e na estabilidade térmica. Além disso, foram investigadas a influência das variáveis composição química, meio de têmpera, ciclagem térmica e o tratamento termomecânico nas temperaturas de transformação. Foi possível constatar que a adição de pequenos teores de Be altera a composição da matriz e, consequentemente, as temperaturas de transformação. O Ti por sua vez, forma precipitados com teores de cobre e alumínio que inibem o crescimento do grão no processo termomecânico. As ligas foram cicladas termicamente numa faixa entre a temperatura abaixo da transformação final da martensita e acima da transformação final da austenita, atingindo valores estáveis, ficando evidenciada uma ótima estabilidade térmica. A evolução microestrutural antes e depois do processo termomecânico, as temperaturas de transformação e a estabilidade térmica foram caracterizadas pelas analises térmicas (calorimetria exploratória diferencial e análise térmica diferencial), microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Sob baixas velocidades de resfriamento as ligas mostram uma decomposição da fase β CCC com formação das fases γ2 e α CFC, enquanto que no resfriamento rápido a fase β passa para β1 sem a presença das demais fases. Com o aumento do percentual de Be a fase γ2 aumenta e se mantém precipitada na matriz vii juntamente com partículas de segunda fase ricas em titânio. No entanto, após laminação e têmpera, a fase γ2 não mais se apresenta permanecendo as partículas de segunda fase dispersas na matriz.

Les Alliages à Mémoire de Forme sont utilisés dans un grand nombre d'applications. Or celles-ci imposent généralement un chargement cyclique qui fait évoluer leur comportement. Nous avons donc étudié ce comportement en réalisant une base d'essais en super-élasticité et en effet mémoire assisté montrant l'apparition d'une déformation résiduelle au cours du cyclage. À la fin de ces essais l'application d'un flash thermique a permis de déterminer que l'origine de cette déformation résiduelle provient majoritairement de martensite résiduelle pour l'alliage utilisé. Un modèle macroscopique a ensuite été développé afin de prendre en compte cet aspect du comportement des Alliages à Mémoire de Forme. C'est un modèle à seuil permettant de prendre en compte les différentes propriétés des Alliages à Mémoire de Forme telles que la dissymétrie traction-compression, l'effet point-mémoire, la réorientation de la martensite lors de chargements multiaxiaux non-proportionnels ainsi que l'apparition de martensite bloquée lors de chargements cycliques. Le modèle a été implanté dans un code de calcul par éléments finis afin de simuler le comportement de structures sous chargement cyclique. L'utilisation du modèle pour la validation de comportement ou l'aide à la conception a été montrée sur deux applications courantes utilisant des Alliages à Mémoire de Forme.