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Obtenção e caracterização microestrutural da liga Cu-14Al-4Ni com Efeito Memória de FormaLinhares da Cunha Filho, Pedro January 2002 (has links)
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Previous issue date: 2002 / A liga Cu-14AI-4Ni (peso %) com Efeito Memória de Forma (EMF) foi obtida em
forno de indução de média freqüência e caracterizada microestruturalmente pelos métodos de
Difração de Raio-X e Microscopia Óptica respectivamente. As temperaturas das
transformações termoelásticas foram obtidas por Resistividade Elétrica e Análise Térmica
(DSC). As características mecânicas por Ensaio de Dureza. As fases intermetálicas da liga
foram identificadas e caracterizadas como responsáveis pela característica de fragilidade do
material e, desta forma, foram evitadas durante o procedimento de conformação mecânica
tornando viável o uso industrial desse material. As temperaturas de transformação que
controlam o efeito memória foram determinadas em material laminado a quente e resfriado
em três condições diferentes de resfriamento a partir de: salmoura a 20oC, água a
temperatura ambiente e água em ebulição. A liga apresentou o Efeito Memória de Forma e foi
medida sua capacidade de recuperação da deformação em situações da ciclagem térmica. A
influência de ciclagem termomecânica nas temperaturas de transformação foi estudada para
tentar estabelecer uma linha de comportamento dos defeitos de linha no material. A
estabilidade das temperaturas de transformação nos materiais resfriados e sob envelhecimento
térmico da fase matriz foi acompanhada por medidas de resistividade elétrica. A variação de
resistividade da liga, durante as transformações de fase, incluindo-se a transformação
termoelástica e nas condições diferenciadas de tratamentos térmicos foram medidas e
analisadas a partir de dispositivo criado e desenvolvido neste departamento. Como trabalho
futuro foi sugerida a adição de um quarto elemento de liga para poder reduzir a fragilidade da
liga
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Caracterização termoelástica de atuadores helicoidais da liga Cu- Zn-AI com memória de formaOLIVEIRA, Carlos Augusto do Nascimento January 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O advento dos materiais inteligentes ocorreu devido à crescente corrida tecnológica
com a introdução de novas técnicas para o desenvolvimento de novos materiais capazes de
proporcionar a produção de dispositivos heterodoxos resultando em melhorias funcionais
aliadas a miniaturização e simplificação. Esses dispositivos desenvolvidos a partir desses
novos materiais são disponibilizados como sensores, atuadores, aplicações na medicina,
odontologia, robótica, etc.. Entre esses materiais denominados inteligentes destacam-se as
ligas com efeito memória de forma, que podem sob determinadas condições apresentar
recuperação de forma quando submetidas a alterações na temperatura ou tensão. Este
fenômeno denominado efeito memória de forma (EMF) possibilita a utilização desses
materiais como sensores ou atuadores inteligentes.
O objetivo principal desse trabalho consiste na caracterização de atuadores na forma
de molas helicoidais produzidas através da conformação de fios de uma liga de Cu-Zn-Al com
efeito memória de forma . A caracterização dessas molas foi realizada através da análise da
deformação termoelástica, das temperaturas críticas de transformação, histerese térmica e do
rendimento do efeito memória de forma. O principal interesse nos atuadores utilizados como
molas helicoidais reside no grande deslocamento linear e na capacidade de carga
proporcionado pelo efeito memória de forma que permite a realização de trabalho quando
submetido a diferentes condições de temperaturas e tensões.
A caracterização desses atuadores na forma de molas helicoidais objeto desse trabalho
de pesquisa foi desenvolvida a partir da conformação dos fios da liga Cu-Zn-Al seguida de
um procedimento termomecânico de treinamento ou educação realizado com o auxilio de uma
máquina de ensaio de tração sob carregamento constante aperfeiçoada no Laboratório de
Materiais Inteligentes do Departamento de Engenharia Mecânica da UFPE. Nesses ensaios
foram obtidas as temperaturas críticas de transformação em cada ciclo térmico e observou-se
o comportamento do efeito memória de forma dos atuadores quando submetidos a diferentes
carregamentos. Dentre os principais resultados foi observada a decalagem das curvas tensão
versus deformação devido ao processo de reorientação das plaquetas de martensita e ao
acúmulo de deformação plástica produzida durante os ciclos térmicos. A deformação plástica
induz a redução do efeito memória de forma quando grandes cargas são aplicadas. As molas
submetidas a menores cargas apresentaram melhores rendimentos do que aquelas molas
submetidas às cargas maiores
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Estudo da estabilização na liga Cu-Al-Mn com memória de formaPINA, Euclides Apolinário Cabral de January 2006 (has links)
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Previous issue date: 2006 / Este trabalho teve por objetivo estudar alguns tratamentos térmicos para se eliminar ou inibir o
processo de estabilização da martensita que é um fenômeno indesejado nas aplicações
tecnológicas das ligas com memória de forma, provocando importantes alterações nos fenômenos
de memória de forma, resultando em importantes modificações nos comportamentos físicosmecânicos
do material. A estabilização da martensita pode ser eliminada ou atenuada através do
emprego de tratamentos térmicos específicos ou a utilização de novos elementos de ligas. O
estudo do envelhecimento envolve também os comportamentos das interfaces
martensita/martensita e austenita/martensita, e da tensão crítica de indução da transformação. Foi
estudada uma liga de composição nominal Cu-10%Al-8,4%Mn, que tem temperaturas críticas das
transformações martensíticas em torno da temperatura ambiente, obtida a partir da fusão dos
elementos químicos num forno de indução de 24 KVa. Amostras foram preparadas para estudo da
microestrutura (microscopia ótica), da estrutura cristalina (difração de raios-X), para
caracterização das temperaturas de transformação de fase (resistividade elétrica e ensaio de
flexão). As amostras foram submetidas aos seguintes tratamentos térmicos de betatização:
Têmpera em água a 25°C (BT25), Têmpera em água a 100°C (BT100) e Têmpera ao Ar (BTAr).
Em seguida a liga foi caracterizada microestruturalmente apresentando a fase martensítica β 1,
que após aquecimento apresenta as características da transformação martensítica inversa, com a
fase austenítica ou matriz com estrutura de super-rede DO3. Na difração de raios-X foram obtidas
características da fase martensítica β 1, com planos característicos da estrutura ordenada
ortorrômbica 18R (β 1). Na resistividade elétrica a baixa temperatura analisou-se o
comportamento das curvas de resistividade elétrica versus temperatura, para os diferentes
procedimentos de tratamentos térmicos, e a partir das curvas foram determinadas às temperaturas
críticas de transformação (AS, AF, MS e MF), as amplitudes térmicas (AT) e as histereses térmicas
(HT). Foram realizados ensaios de flexão do tipo viga engastada para simular o efeito memória de
forma com uma carga de 13 MPa aplicada à amostra através de um sistema de polia sendo
realizada a ciclagem térmica. As curvas da deformação versus temperatura após carregamento da
amostra na fase martensítica apresenta uma deformação, em seguida é aquecida e depois
resfriada. No aquecimento há um comportamento linear da deformação em função da
temperatura. No resfriamento a amostra apresenta um aumento da deformação pseudoplástica. Na
resistividade elétrica a alta temperatura verificou-se as modificações nas curvas de temperaturas
elevadas onde ocorrem às reações de transição ordem-desordem e de precipitação de fases.
Difrações de raios-X foram realizadas a fim de se observar as modificações estruturais da fase
martensítica. Os resultados foram analisados em função dos fenômenos da estabilização
martensítica tais como supersaturação de lacunas de têmpera e transições ordem-desordem. Os
resultados indicam alguns parâmetros que devem ser utilizados para minimizar os problemas
causados pelo envelhecimento das ligas Cu-Al-Mn com memória de forma
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Desenvolvimento de Um Modelo Térmico Mecânico de Uma Mola Helicoidal de Ni-ti Com Efeito Memória de Forma Para Aplicação Numa Máquina de CalorMonteiro, Luciana Lima 03 February 2012 (has links)
Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T13:17:17Z
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Previous issue date: 2012-02-03 / As ligas com memória de forma são materiais metálicos que exibem propriedades termoelásticas muito originais: Efeito da Memória de Forma e Pseudoelasticidade (superelasticidade e efeito tipo borracha). Estas ligas estão cada vez mais despertando interesse e reconhecimento nos últimos anos. Isto se deve a sua principal característica de retomar uma forma ou tamanho previamente definidos, quando submetidos a um ciclo térmico apropriado. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo térmico e mecânico do comportamento de uma mola helicoidal de Ni-Ti com Efeito Memória de Forma (EMF) para ser empregada em um novo modelo de uma máquina de calor funcional. Esta máquina de calor é acionada por uma mola de Ni-Ti que funciona entre uma fonte quente (373 K) e uma fonte fria (273 K). Para obtenção da mola utilizou-se um arame de Ni-Ti de 2,2mm de diâmetro. Para esta mola de Ni-Ti obter o efeito memória de forma reversível foi necessário submetê-la a um treinamento, já que acontece quando a mudança de forma é promovida apenas pela variação de temperatura. Um projeto mecânico desta máquina foi construído para determinação das forças dissipativas geradas pela mola. Foram desenvolvidas as equações de calor e as equações da dinâmica que descrevem o comportamento da mola. Através das equações da dinâmica desenvolvidas pode-se determinar a massa mínima para o movimento da máquina, bem como a potência instantânea e média e o rendimento global. Pode-se verificar a funcionalidade da máquina através de uma relação do ângulo de inclinação da hélice e o coeficiente de atrito estático. Dentre os principais resultados foi observado que o rendimento global da máquina, comparado ao das máquinas desta categoria mostrou a viabilidade do projeto.
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Caracterização de compósitos de matriz polimérica com ligas com memória de forma para aplicação em microatuadoresSilva, Karla Carolina Alves da 31 January 2013 (has links)
Submitted by Victor Hugo Albuquerque Rizzo (victor.rizzo@ufpe.br) on 2015-04-15T12:25:57Z
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Previous issue date: 2013 / CNPq / As ligas com memória de forma (LMF) destacam-se por apresentar propriedades especiais, com ênfase para recuperação de forma, possibilitando seu emprego em diversas aplicações tecnológicas. Esses materiais podem ser integrados a uma matriz polimérica, agindo como um reforço, constituindo então uma nova classe de matérias, chamada de Compósitos Inteligentes, que têm despertado interesse por sua versatilidade na criação de microatuadores e/ou sensores. Esses novos materiais desafiam a ciência por ainda estar em fase embrionária e unir a complexidade das LMF com a dos compósitos. A primeira etapa deste trabalho consistiu em selecionar o tratamento térmico adequado para as ligas com memória de forma, visto que essa seleção determina o intervalo de temperatura ao qual o microatuador pode trabalhar. Para isso foi realizada a calorimetria diferencial de varredura, em seguida a seleção, os fios tratados receberam um treinamento termomecânico para obtenção do efeito memória de forma reversível e assim executar o movimento pretendido para o microatuador. Após essa etapa, dois compósitos foram desenvolvidos para testar qual se adequaria as exigências do microatuador, um formado por resina epóxi e fios de Ti-Ni e outro constituído por silicone, resina epóxi e fios de Ti-Ni. Esses compósitos, o silicone acético, a resina epóxi e os fios de nitinol foram submetidos a ensaio de tração e posteriormente foram submetidos a caracterização microestrutural - a microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) - com o intuito principal de analisar nos compósitos a interface entre os materiais que os constituem. Os compósitos também foram analisados com realização ao deslocamento linear, com o auxilio de um sensor LVDT, para verificação da flexibilidade dos mesmos. Dentre os materiais criados, buscou-se aquele que melhor atendesse as solicitações do microatuador pretendido, analisando características como: transformação martensítica, histerese térmica, flexibilidade e interface.
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Estudo Mecano Metalúrgico de fios de Ti-Ni para aplicação em atuadores de válvulas de fluxosOLIVEIRA, Carlos Augusto do Nascimento 31 January 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O desenvolvimento acelerado da tecnologia e a enorme massa de investimentos na
busca por miniaturização dentro das grandes áreas do conhecimento permite o
desenvolvimento de materiais funcionais. Os materiais que apresentam o efeito memória de
forma encontram-se, juntamente com as cerâmicas piezoelétricas e os polímeros eletroativos,
classificados dentro deste grande grupo. As ligas de Ti-Ni são as mais bem sucedidas e
exploradas dentre aquelas que exibem o Efeito Memória de Forma (EMF). O grande interesse
neste tipo de material esta relacionado com as propriedades particulares das transformações
martensítica que com as propriedades de resistência mecânica, ductilidade, resistência à
fadiga e dureza conferem a estes materiais, condições adequadas para o funcionamento como
sensores/atuadores. Este trabalho foi desenvolvido baseado no fato de que os tratamentos
termomecânicos podem alterar as propriedades deste tipo de material. Procedimentos
termomecânicos realizados em fios comerciais de Ti-Ni são utilizados na obtenção e
treinamento de atuadores com a forma de molas helicoidais. A aplicação destes elementos se
destina ao uso de suas propriedades funcionais na substituição do sistema de acionamento de
válvulas de fluxo. Esta pesquisa é desenvolvida através de um conjunto de técnicas que
formam o procedimento experimental, entre as técnicas direcionadas a caracterização dos fios
de Ti-Ni foram utilizadas a calorimetria diferencial de varredura (DSC), difração de raios-X
(DRX) e a microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). O comportamento
mecânico dos materiais foi avaliado por meio de ensaio de tração, dureza Vickers e pela
investigação do comportamento da força gerada pelo fio e atuador quando da passagem de
corrente elétrica. Os resultados obtidos permitiram a análise de parâmetros como temperatura
e entalpia de transformação, tratamento térmico e resistência mecânica. A análise dos
resultados mostra que: a) os tratamentos térmicos induzem alterações na estrutura do material,
deslocando as temperaturas de transformação; b) a transformação de fase em duas etapas pode
influenciar o desempenho da recuperação de forma em função do rearranjo dos defeitos e c) O
tratamento térmico a temperatura de 400ºC (BSW-T1) produz propriedades adequadas para a
aplicação do atuador no acionamento de válvulas de fluxo
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Comportamento termoelástico de atuadores termoconformados com fio de liga de Ti-Ni com memória de formaLuís da Silva Junior, João 31 January 2010 (has links)
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Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento termoelástico de atuadores com
geometrias diferentes, termoconformados a partir de um fio de Ti-Ni com memória de forma.
O uso de atuadores com memória de forma pode ser aplicado em substituição às bobinas
elétricas do tipo solenóide de válvulas industriais, eliminando o risco de centelhamento,
sobretudo em áreas classificadas como de atmosfera explosiva. Ensaios de caracterização do
tipo MEV-EDS, DRX e DSC foram empregados com o objetivo de identificar os elementos e
fases constituintes na liga Ti-Ni. Em seguida, foram realizados ensaios de tração em um
dispositivo desenvolvido no Laboratório de Materiais Inteligentes do Departamento de
Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Pernambuco. Nestes ensaios foram
aplicadas tensões constantes com magnitudes variando de 45MPa a 362MPa. A partir destes
ensaios foram determinadas temperaturas críticas de transformação de fase (A S , A F , M S e
MF ), histereses térmicas e deformações termoelásticas. Foi revelado o surgimento de uma
terceira fase, denominada de fase R, suprimida em função da intensidade da tensão externa
aplicada. A avaliação da influência das tensões externas aplicadas, nos ensaios de tração,
permitiu concluir também que à medida que a magnitude da tensão era elevada, provocava
aumento direto na temperatura crítica de transformação M S , comprovando a perfeita
aplicabilidade da Lei de Clausius-Clayperon em atuadores com memória de forma com
geometria helicoidal
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Estudo das propriedades termomecânicas de ligas Cu-Al-Mn com memória de forma / Study of thermomechanical properties of Cu-Al-Mn shape memory alloySilva, Jandemarques Alexandre Soares da 14 February 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Five different compositions of the Cu-Al-Mn shape memory alloys were cast under ambient atmosphere, and characterized thought optical microscopy, X-ray diffraction, and differential scanning calorimetry. Shape recovery and superelasticity was evaluated using mechanical tensile test, always comparing the results between them and observing the influence of manganese concentration on termomecanicals properties.
Results were encountered regarding the shape recovery of approximately 5%, however, the compositions of the alloys Cu-Al-Mn analyzed have high brittleness, which should be kept to a minimum. Another favorable aspect in relation to these alloys is highly sensitive to the composition of its components, where 1 %peso increase in manganese content will reduce the Mi temperature around 60 K, which facilitates the handling of their transformation temperatures according to application needs. / Cinco composições diferentes da liga Cu-Al-Mn foram elaboradas em atmosfera ambiente, e caracterizadas por Microscopia Ótica, Microscopia Eletrônica de Varredura, Difratometria de Raios-X e Calorimetria Diferencial de varredura. Em seguida suas propriedades termomecânicas foram medidas através de ensaios de tração, superelasticidade e recuperação de forma, sempre observando a influência da concentração do manganês em suas propriedades.
Foram encontrados resultados promissores em relação à recuperação de forma de aproximadamente 5%, em contrapartida, as composições das ligas Cu-Al-Mn analisadas, possuem elevada fragilidade, algo que deve ser reduzido ao máximo. Outro aspecto favorável em relação a estas ligas é a alta sensibilidade à composição de seus componentes, onde 1% em peso de aumento no teor de manganês irá reduzir a temperatura Mi em torno de 60 K, o que facilita a manipulação de suas temperaturas de transformação de acordo com a necessidade da aplicação.
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Estudo da liga cu-11,8al-xbe-0,3ti (x = 0,5; 0,6; 0,7) processadas termomecanicamente / Study of the alloy cu-11,8al-xbe-0,3ti (x = 0,5, 0,6 and 0,7) thermomechanical processingJúnior., Manoel Quirino da Silva 28 September 2010 (has links)
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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
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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.
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Martensita induzida por deformação a temperatura ambiente na liga de 3,5Ni 1V 13,8Al Cu com efeito, memória de forma / MARTENSITE INDUCED BY DEFORMATION AT ROOM TEMPERATURE IN THE ALLOY OF 3,5Ni-1V-13,8Al-Cu WITH SHAPE MEMORY EFFECTGuedes, Nilmário Galdino 28 October 2008 (has links)
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Previous issue date: 2008-10-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The presented work consists of a study for observation of the martensite kept in the transformation of martensite phase - austenite in a alloy of Ni - Al - V, with memory shape effect, into, a room temperature. We defined that the alloy with composition the 3,5% (in weigh) of nickel, presents better results when happens successive loading and downloading cancel though, 3,0% of deformation into a room temperature, back to austenite phase after retreat the load. Above 3,0% of deformation became evident the appearance of retrain martensite. For her identification it was necessary the development of on equipment to traction, as well as bodies of proofs dimensioned for that. The analyses were done through X rays diffraction of optical microscopy and rehearsal of traction. / O trabalho apresentado consta de um estudo para observação da martensita retida na transformação de fase de martensita austenita em uma liga de Ni Al V, com efeito de memória de forma, a temperatura ambiente. Definimos que a liga com composição 3,5% (em peso) de níquel, apresenta melhor resultado quando submetida a carregamento e descarregamento sucessivos; chegando a 3,0% de deformação a temperatura ambiente, retornando ao estado austenítico depois de retirada a carga. Acima de 3,0% de deformação, evidencia-se o surgimento de martensita retida. Para sua identificação, foi necessária a confecção de um equipamento para tracionar, como também corpos de prova dimensionados para tanto. As observações foram realizadas através de análises de raios X, microscopia ótica e ensaios de tração.
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