Este trabalho avaliou o efeito do refinamento de grão e precipitação de partículas de segunda fase na resistência mecânica e propriedades de EMF de ligas inoxidáveis a base de Fe-Mn-Si-Cr-Ni-Co-(Ti), processadas via extrusão em canal angular (1 e 2 passes, = 120, Rota Bc). Verificou-se que a adição de titânio reduz a estabilidade da austenita, promovendo a formação de precipitados primários com estrutura cristalina CCC e parâmetro de rede 0,875 nm, identificados como fase . Nas duas ligas, os tratamentos térmicos realizados após o processamento por ECAE resultaram no refinamento de grão e precipitação da fase , ocasionando considerável aumento da resistência mecânica. Os resultados deste trabalho mostraram que a redução no tamanho de grão é um parâmetro efetivo para a formação de placas de martensita monovariantes, com maior reversibilidade, mas promove um aumento da energia necessária para a transformação martensítica. Observou-se também que a recuperação de forma é dependente da resistência mecânica da matriz. Enquanto esta é baixa prevalece à recuperação de forma devido ao efeito de memória de forma e à medida que se aumenta a resistência mecânica, começa a prevalecer a recuperação superelástica. A recuperação de forma total que é a soma destes dois componentes, eventualmente pode apresentar um máximo na situação de resistência mecânica máxima, mas não sendo isto, um pré-requisito.

Propostas nos anos 80, ligas do sistema Ni-Ti-Nb apresentam ampla histerese de memória de forma, conveniente para dispositivos de montagem cuja aplicação típica aeroespacial é no acoplamento de tubos. As temperaturas de transformação são ajustadas e a temperatura ambiente posiciona-se no meio da histerese de transformação. O mecanismo de aumento da histerese e o papel do nióbio, dissolvido na matriz ou precipitado como ?-Nb, ainda é objeto de especulação. Pretende-se, com esse trabalho, contribuir para o esclarecimento do fenômeno da ampliação da histerese e do papel do nióbio nessa ampliação. Foram elaboradas ligas com 3%at.Nb, 6%at.Nb e 9%at.Nb, com relação Ni:Ti constante e igual a 1,07. Das ligas foram fabricadas tiras que foram solubilizadas e envelhecidas (a duas temperaturas e por dois intervalos de tempo cada composição). Foi feita caracterização microestrutural desde a estrutura bruta de fusão até a tira envelhecida. Foram medidas temperaturas características e foram feitos ensaios de recuperação de forma. A complexa estrutura bruta de fusão evoluiu para estrutura conformada simples. Níquel, titânio e nióbio distribuem-se por quatro microconstituintes na estrutura bruta de fusão: matriz NiTi, partículas ?-Nb, componente eutético (NiTi + ?-Nb) e intermetálico enriquecido em titânio Ti3(Ni,Nb)2. Após conformação a quente, a estrutura reduz-se à matriz NiTi e partículas ?-Nb, com partículas enriquecidas em titânio remanescentes. Não foi possível identificar microconstituintes de pequena fração volumétrica por técnicas de raios-X. Em nenhuma liga foi atingido estado monofásico após solubilização. Há remanescentes enriquecidos em nióbio e outros enriquecidos em titânio e observa-se aumento de nióbio e diminuição de titânio na matriz. A histerese aumenta linearmente com o teor de nióbio nas amostras solubilizadas. Após envelhecimento, observa-se diminuição de titânio, pelo aumento de precipitados enriquecidos neste elemento. A histerese nas amostras envelhecidas quase sempre aumenta, possivelmente pelo aumento da distorção do reticulado (provocado pela precipitação de segunda fase), que reduz a energia elástica disponível para a reação reversa. A resistência mecânica foi afetada pelo envelhecimento mais expressivamente na liga 9% Nb, possivelmente pela precipitação de fases precursoras de Ni3Ti. O envelhecimento diminuiu a deformação permanente e aumentou a recuperação elástica. Aumentou também o grau de recuperação de forma em relação às amostras solubilizadas e diminuiu a histerese, possivelmente pela diminuição da estabilidade da martensita pelo alívio de tensões elásticas introduzidas na pré-deformação. É razoável a expectativa de aumento de histerese para teores crescentes de nióbio dado o mecanismo estar associado à deformação das partículas ?-Nb distribuídas na matriz. A variação da histerese da liga 9% Nb ficou abaixo do esperado, possivelmente, devido aos problemas ocorridos na fabricação das tiras. Há indicações de que houve alteração microestrutural e de composição química da matriz após deformação sub-zero, as quais parecem ter sido mais relevantes para maiores teores de nióbio. Sugere-se que a passagem das interfaces austenita/martensita ou entre variantes de martensita, associada à tensão aplicada, promoveria reorganização dos átomos do reticulado que, ao final do processo, resultou nas alterações. Estudos específicos devem ser conduzidos para esclarecimento do fenômeno observado.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-20T16:22:31Z No. of bitstreams: 1 2007_VailtonAlvesdeFaria.pdf: 1525849 bytes, checksum: e3f2990aee0cf1a1b6962b3d3a521573 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-24T15:52:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_VailtonAlvesdeFaria.pdf: 1525849 bytes, checksum: e3f2990aee0cf1a1b6962b3d3a521573 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T15:52:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_VailtonAlvesdeFaria.pdf: 1525849 bytes, checksum: e3f2990aee0cf1a1b6962b3d3a521573 (MD5) / Este trabalho apresenta uma análise numérica da freqüência natural em estruturas compósitas híbridas com memória de forma (SMAHC – Shape Memory Alloy Hybrid Composite). O estudo é desenvolvido considerando-se diferentes combinações de matriz/reforço e para diferentes frações volumétricas de ligas com memória de forma (SMA – Shape Memory alloys). Para cada combinação de matriz/reforço e fração volumétrica de SMA analisa-se a influência da fração volumétrica de fios de SMA e de fibras de reforço na freqüência natural para diferentes condições de contorno de uma viga Euler-Bernoulli tipo SMAHC. Neste trabalho os filamentos de SMA são dispostos uniformemente no plano médio da viga, paralelamente ao seu plano neutro. Os principais resultados ilustram que para vigas compósitas com baixa fração volumétrica de reforço as SMA provocam um aumento de até 18,1% na freqüência natural, e para todos os casos analisados observou-se uma variação de até 34,6% na freqüência natural entre as fases martensita e austenita. Os resultados mostram que os compósitos híbridos com memória de forma têm grande potencial de aplicação no controle vibração. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a numerical analysis of the natural frequency in shape memory alloy hybrid composites (SMAHC). The analysis is developed for different combinations matrix/reinforcement and for different volumetric fractions of Shape Memory Alloys (SMA). For each combination matrix/reinforcement and SMA volumetric fraction the influence of the volumetric fraction of SMA and of reinforcement on the natural frequency of an SMAHC Euler-Bernoulli's beam is analyzed for different boundary conditions. In this work SMA filaments are arranged in the midplane, parallel to its neutral plane. The main results illustrate that for beams with small volumetric fraction of reinforcement the SMA filaments lead to an increase up to 18,1% in the natural frequency, and for all the analyzed cases occurred a variation up to 34,6% between the martensite and austenite phase.. The results show that shape memory hybrid composites have a high potential of application in the vibration control.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T18:32:48Z No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:35:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:35:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Shape memory alloys (SMA) have some exceptional properties such as the shape memory effect and the superelasticity. Both are associated with a martensitic/austenitic phase transformation. Alloys of the system Cu-Al-Ni, Cu- Zn-Al and NiTi belong to this class of material. The interest in the study of Cubased SMA arises from the fact that they are cheaper than NiTi and might achieve better properties in specific applications. Considering the presented facts, the aim of the thesis is to understand the phase transformation and its features such as the stabilization and hysteresis using thermoelastic thermodynamics and a theory of the compatibility between the austenite and martensite for the system Cu-Al-Ni. This system attracts attention of the scientific community because it is a good candidate in the application of high temperature shape memory alloys (HTSMA), working above 100 oC. Another aim of the thesis is to evaluate the mechanical and functional properties of one alloy processed by spray forming, which was selected based in on the previous study. Important correlations were observed on the thermodynamics and crystallographic compatibility with the phase transformation characteristics of the system Cu-Al-Ni, which also enabled the production of an alloy with good functional properties regarding the shape memory effect. / As ligas com memória de forma (LMF) possuem propriedades interessantes, como o efeito de memória de forma e o efeito da pseudoelasticidade, que são advindas de uma transformação de fase do tipo austenita/martensita. Dentre as ligas que apresentam estas propriedades, encontram-se as dos sistemas Cu-Al-Ni, Cu-Zn-Al e NiTi. O interesse em estudar as ligas a base de Cu vem do fato de que estas podem apresentar certas vantagens em relação às ligas a base de NiTi, tanto pelo custo reduzido dos elementos da liga e de processamento, como pela alto potencial de atingir melhores propriedades funcionais em aplicações específicas. Considerando essas questões, o objetivo da presente tese é o entendimento das transformações de fase martensíticas termoelásticas e suas características como estabilização e histerese, através de teorias de concentração de elétrons de valência, termodinâmica de transformação termoelástica e teorias de compatibilidade das fases austeníticas e martensíticas para as ligas do sistema Cu-Al-Ni com adições de outros elementos. Este sistema é de interesse da comunidade científica pelo fato de ser um bom candidato na utilização de ligas com memória de forma a altas temperaturas (acima de 100 oC). Um segundo objetivo desta tese é a avaliação das propriedades mecânicas e funcionais de uma liga processada por conformação por spray e que foi selecionada baseando-se nos critérios estudados anteriormente. Foram observadas importantes correlações entre os fatores termodinâmicos e de compatibilidade cristalográfica aqui estudados e as características de transformação de fase em ligas do sistema Cu-Al-Ni, o que permitiu também a produção de uma liga com boas propriedades funcionais no que tange o efeito com memória de forma.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8849589 bytes, checksum: 337394414de1a3c9ab9c071e9c18f59b (MD5) Previous issue date: 2014-02-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The shape memory alloy, more specifically constituted of CuAlBe, have played an important role in the manufacture of electromechanical components, especially when worked requests from thermal and/or applied stresses. At first, this present research work, were obtained, by casting the gas, samples of alloys Cu-11.8%Al-0.60%Be; Cu-11.8%Al-0.55%Be; Cu-11.8%Al-0.55%Be-0.50%Nb-0.27%Ni (wt%). Sequentially, quenched to half of them, with the intention of doing them acquire the shape memory effect. In a third moment, said samples passed assays DSCs, aiming raise the temperature curves of phase transformation (austenite: Ai/Af and martensite: Mi/Mf). The main study, performed during machining by turning dry, using a piezoelectric dynamometer, were defined the cutting forces of samples tempered and not tempered. In compliance with the track methodology, were applied five replicates, with four levels of cutting speed for each of the samples tested. The signals from the dynamometer were processed in LabVIEW and further processed in by a program done on MatLAB. Secondary assays were also performed soon after machining by turning dry. In the first, by means of a K-type thermocouple, temperatures of machining were measured along the stride; on the second, by assay of circularity, it was verified if there was or no retention of the martensite in the samples of shape memory alloys. It was found that the percentage of beryllium and nickel present in the alloys investigated, as well as the introduction of niobium as a grain refiner were decisive for achieving the results / As ligas com memória de forma, mais especificamente as constituídas de CuAlBe, têm desempenhado um papel importante na fabricação de componentes eletromecânicos, sobretudo quando trabalhados a partir de solicitações térmicas e/ou tensões aplicadas. A princípio, neste presente trabalho de pesquisa, foram obtidas, por fundição a gás, amostras das ligas Cu-11,8%Al-0,60%Be; Cu-11,8%Al-0,55%Be; Cu-11,8%Al-0,55%Be-0,50%Nb-0,27%Ni (% em peso). Sequencialmente, temperou-se a metade delas, com o intuito de fazê-las adquirir o efeito memória de forma. Num terceiro momento, as referidas amostras passaram por ensaios de DSCs, visando levantar as curvas de temperatura de transformação de fases (da austenita: Ai/Af e da martensita: Mi/Mf). No ensaio principal, realizado durante a usinagem por torneamento a seco, por meio de um dinamômetro piezoelétrico, definiram-se as forças de corte das amostras temperadas e não temperadas. Dando cumprimento à trilha metodológica, foram aplicadas cinco réplicas, com quatro níveis de velocidade de corte para cada uma das amostras ensaiadas. Os sinais oriundos do dinamômetro foram processados no LabVIEW e posteriormente tratados por uma programação feita em MatLAB. Ensaios secundários também foram realizados logo após a usinagem por torneamento a seco. No primeiro, por meio de um termopar tipo K, foram medidas as temperaturas de usinagem ao longo da passada; no segundo, por ensaio de circularidade, foi verificado se ocorreu ou não a retenção da martensita nas amostras das ligas com memória de forma. Constatou-se que a percentagem de berílio e de níquel presente nas ligas investigadas, bem como a introdução do nióbio como refinador de grãos foram decisivos para o alcance dos resultados obtidos

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-26T19:05:08Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCO FERNANDO ROBERTO PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 10508336 bytes, checksum: a4938bf6b7c859f88f7ee32741623dfa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T19:05:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO FERNANDO ROBERTO PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 10508336 bytes, checksum: a4938bf6b7c859f88f7ee32741623dfa (MD5) Previous issue date: 2014-12-05 / Em muitas situações, os parafusos de sistemas mecânicos são encarados como componentes de importância secundária, quando na verdade podem ser fundamentais para seu funcionamento, desde que sejam utilizados dentro dos limites e modos de carregamento estabelecidos pelo fabricante. Caso isso não ocorra, os parafusos podem falhar de diversas formas. Visando solucionar ou minimizar esses inconvenientes, novos materiais têm sido estudados, a exemplo de materiais funcionais, como é o caso das Ligas com Memória de Forma (LMF). Essas ligas metálicas pertencem à classe dos materiais inteligentes e possuem a surpreendente capacidade de recuperar uma deformação “aparentemente plástica”, quando aquecidas acima de uma determinada temperatura crítica. Em virtude não apenas das propriedades especiais das LMF (Efeito Memória, Superelasticidade e outras), a aplicação desses materiais vem crescendo em diversos setores. Nesse contexto, uma possível alternativa para minimizar/eliminar os inconvenientes associados ao uso de parafusos convencionais seria a fabricação desses elementos a partir de LMF. Nesse panorama, o principal objetivo desse trabalho foi fabricar e testar parafusos de LMF do sistema NiTi (NiTinol). Os testes realizados visaram analisar o comportamento dos parafusos de LMF do ponto de vista da geração de força por meio do Efeito Memória de Forma (EMF), da deformação por Superelasticidade (SE) e do afrouxamento por Cisalhamento Transversal Cíclico (CTC). Para analisar os efeitos das diversas variáveis na resposta ao CTC, estes testes foram conduzidos de acordo com uma metodologia de planejamento experimental (PE). Com base nos resultados obtidos em geração de força, deformação superelástica e relaxação cíclica, é possível afirmar que os parafusos de LMF NiTi possuem um grande potencial aplicativo, atestando o caráter inovador deste trabalho, que servirá de base para futuros estudos na área de fixadores de LMF. / In many situations, the bolts of a mechanical design are considered as having a secondary importance, when in fact they have fundamental aspects of its operation, once they are used within the loading limits established by the manufacturer. If not, the bolts may failure through different manners. In order to solve or minimize these problems associated with bolts, new materials have been studied, such as Shape Memory Alloys (SMA). Such alloys belong to the class of active materials and have the surprising ability to recover an "apparently plastic" strain through a subsequent heating above a critical temperature. The application of these materials has increased on many fields, due to the special properties of these alloys (Shape memory, superelasticity and others). In this context, a possible alternative to minimize or even eliminate the drawbacks associated with conventional bolts would be manufacturing these elements from SMA. In this regard, the main objective of this work was to manufacture and test bolts made of SMA from NiTi-system. The tests aimed to analyze the behavior of SMA bolts from the viewpoint of Shape Memory Effect (SME), Superelasticity (SE), and Transverse Cyclic Shear (TCS). Thus, to analyze the effects of many factors on the response variable, some of the tests were carried out according to a methodology of Design of Experiments (DOE). Based upon the results, one can establish that the SMA bolts have a strong application potential and, in this way, it was possible to attest the innovative nature of this work, which might be the basis for future studies on the field of SMA fasteners.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-05-29T13:53:33Z No. of bitstreams: 1 2013_LuimarNogueiraCorreaFilho.pdf: 4325141 bytes, checksum: 6b70588cf62bfeeb4f43d41292196952 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-30T11:51:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LuimarNogueiraCorreaFilho.pdf: 4325141 bytes, checksum: 6b70588cf62bfeeb4f43d41292196952 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-30T11:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LuimarNogueiraCorreaFilho.pdf: 4325141 bytes, checksum: 6b70588cf62bfeeb4f43d41292196952 (MD5) / Com o surgimento de novas tecnologias, novos materias são necessários para que esta evolução aconteça, este é o caso das ligas com memória de forma, em particular ligas de Níquel Titânio (NiTi). Uma liga metálica que possui propriedades singulares como amortecimento, elasticidade, recuperação da geometria inicial, sendo utilizada em diversos ramos como medicina, odontologia, aeronáutica, indústria automotiva, construção civil e etc. No setor elétrico, especificamente em linhas de transmissão de energia elétrica, as quais sofrem ação dos ventos e após determinado tempo falham por fadiga nos pontos de fixação, para evitar tal acontecimento, são utilizados absorvedores dinâmicos de vibração que reduzem ou eliminam as vibrações geradas pela ação dos ventos absorvendo energia. Neste trabalho foi estudada a influência do tratamento térmico nas propriedades mecânicas e térmicas de uma liga NiTi pseudoelástica com T > Af, como parte preliminar de um projeto que visa utilizar a liga como absorvedor dinâmico de vibração. Para obtenção das propriedades da liga foi utilizado ensaio de dureza, calorimetria diferencial de varredura (DSC), caracterização não-destrutiva dos módulos de elasticidade e amortecimento a partir das frequências naturais de vibração obtidas pela técnica de excitação por impulso, e ensaio de tração para levantar os platôs de transformação de fase e propriedades mecânicas do material. Primeiramente, barras cilíndricas (Ø 6 mm) e polidas de NiTi foram usinadas, após isso solubilizadas a 650ºC por 60 minutos com intuito de eliminar qualquer transformação martensítica induzida por tensão e/ou temperatura e submetidas posteriormente a tratamento térmico de 350ºC e 600ºC por 30 minutos, respectivamente. Foi observado que o tratamento a 350ºC apresentou formação de fase R a temperatura ambiente, a qual foi solubilizada a 600ºC. A presença de fase R levou à diminuição do módulo de elasticidade na liga. Após ensaios de tração foi observado que a condição 600ºC obteve a maior relação platô superior e inferior de transformação de fase, podendo esta ser correlacionada com a área de histese, possuindo assim a maior dissipação de energia, condição que teria provavelmente um melhor comportamento como absorvedor dinâmico de vibração. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the emergence of new technologies, new materials are required for this evolution to happen, this is the case of alloys with shape memory. Alloys in particular Nickel Titanium (NiTi). A metal alloy that has unique properties such as damping, elasticity, recovery of the initial geometry being used in various fields like medical, dental, aerospace, automotive, construction and so on. In the electricity sector, specifically in transmission lines of electricity, which suffer from wind action and after some time fail due to fatigue at the fixing points to avoid such an event, are used dynamic vibration absorbers that reduce or eliminate the vibrations generated by action of wind energy absorbing. In this work the influence of the heat treatment was investigated in thermal and mechanical properties of an alloy NiTi pseudoelastic with T > Af, as a preliminary part of a project that aims to use the league as dynamic vibration absorber. To obtain the properties of the alloy was used hardness testing, differential scanning calorimetry (DSC), non destructive characterization of elastic and damping modules from the natural vibration frequencies obtained by the impulse excitation technique and tensile test for raise the plateaus of phase transformation and mechanical properties of the material . First, cylindrical bars (6 mm) and polished NiTi were machined, after which solubilized at 650°C for 60 minutes in order to eliminate any martensite induced by stress and/or temperature and subsequently subjected to heat treatment of 350°C and 600°C for 30 minutes, respectively. It was observed that the treatment at 350°C showed the formation of R phase at room temperature, which was solubilized at 600°C. The presence of R phase led to a decrease of the elastic modulus in the league. After tensile tests was observed that the condition 600°C had the highest respect upper and lower plateau phase transformation, which may be correlated with the area of histese, thus having a greater energy dissipation, a condition that would likely have a better behavior as absorber dynamic vibration.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-11-27T11:52:24Z No. of bitstreams: 1 2013_EduardBenavidesVillamarino.pdf: 2771351 bytes, checksum: ffa3fe3b46e5a136484e3cfefdd0c66d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-12-10T12:54:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_EduardBenavidesVillamarino.pdf: 2771351 bytes, checksum: ffa3fe3b46e5a136484e3cfefdd0c66d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-10T12:54:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_EduardBenavidesVillamarino.pdf: 2771351 bytes, checksum: ffa3fe3b46e5a136484e3cfefdd0c66d (MD5) / Neste trabalho, foi desenvolvida a caracterização de uma liga de níquel titânio (Ni-Ti), com aproximadamente 57% em peso Ni e propriedades mecânicas pseudoelásticas. Com o objetivo de estudar suas propriedades micro-estruturais e conhecer as temperaturas de transformação de fase e resposta a tratamentos térmicos, para tudo isso foram utilizados diferentes métodos de análise, incluindo microscopia óptica (MO), fluorescência de raios-X (FRX), difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria diferencial de varredura (DSC) testes de dureza e microdureza. As análises foram realizadas no estado como recebido e depois de tratamentos térmicos a temperaturas entre 350 ° C e 600 ° C. As amostras como recebido apresentaram uma microestrutura totalmente austenítica a temperatura ambiente e após análise em DSC foi observado a presença da transformação de fase em múltiplos passos (B19’- R- B2), o que evidenciou o aparecimento de fase R durante aquecimento e resfriamento. Após tratamento térmico a 350 ° C foi observado o aparecimento da fase R a temperatura ambiente, juntamente com a austenita. O tratamento térmico a 600° C solubilizou a fase R e proporcionou a transformação de fase da liga com uma única etapa, ou seja, transformação direta de austenita em martensita e vice-versa. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work was developed to characterize an alloy of nickel-titanium (Ni-Ti), with about 57 wt % Ni and mechanical properties pseudoelásticas. With the aim of studying their micro-structural properties and know the temperature of phase transformation and response to heat treatment, for all that were used different methods of analysis, including optical microscopy (OM), X-ray fluorescence (XRF) X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) tests hardness and microhardness. The analyzes were performed in the state as received and after heat treatment at temperatures between 350 ° C and 600 ° C. The samples as received had a fully austenitic microstructure at room temperature and after DSC analysis was observed in the presence of a phase transformation in multiple steps (B19'-B2-R) which showed the appearance of R phase during heating and cooling. After annealing at 350 ° C was observed for the appearance of the R phase at room temperature, along with the austenite. The thermal treatment at 600 ° C, the R phase and solubilized provided an alloy phase transformation with a single step, ie, direct transformation of austenite to martensite or vice versa..

A primeira etapa deste trabalho consiste de uma descrição geral das propriedades mecânicas, temperaturas de transformação e características microestruturais de uma liga Ni-50,2Ti(%at.) com Efeito de Memória de Forma (EMF) previamente produzida via fusão por feixe de elétrons (EBM). O comportamento mecânico foi estudado por ensaios de tração em condições controladas de temperatura e deformação. As curvas de tensão-deformação à temperatura ambiente (amostra no estado martensítico) apresentaram um platô de tensão compreendido entre 150 a 190MPa após a deformação elástica da martensita. Uma recuperação média total (RE + REMF) de 80% foi observada experimentalmente para uma amplitude de deformação variando de 2 a 8%. A influência da temperatura na resistência mecânica também foi verificada com a amostra no estado austenítico ensaiada a 100C e a 120C. Por microscopia óptica (MO) foi verificado que o material apresenta bandas de martensita deformada antes da solubilização, e uma estrutura bastante homogênea com contornos de grão após a solubilização. Além disso, foram verificados o desaparecimento e o reaparecimento do relevo de superfície devido à transformação martensítica reversa e direta, respectivamente, durante o aquecimento e resfriamento da amostra polida eletroliticamente. Por microscopia eletrônica de varredura (MEV) verificou-se que, mesmo no estado não solubilizado, a amostra apresenta fratura dúctil com presença de "dimples". Após solubilização e/ou envelhecimento, a amostra apresenta uma deformação plástica razoável com alongamento total acima de 20%. A segunda etapa deste trabalho mostra a importância de alguns parâmetros do processo na produção da liga Ni-Ti com EMF via EBM, tais como: intensidade de corrente e tempo de exposição do feixe de elétrons, velocidade longitudinal, rotação e configuração da barra de alimentação. Os lingotes foram produzidos a partir de um forno de 30kW, e posteriormente, caracterizados nos estados: bruto de fusão, solubilizado e envelhecido. Os dados de dureza revelam a influência destes tratamentos na formação de precipitados dentro da matriz Ni-Ti. Todos os lingotes apresentaram uma superfície lisa e brilhante e quase sem oxidação. As macro e microestruturas das amostras foram analisadas por MO e MEV. Dependendo da intensidade da corrente, os lingotes apresentaram uma estrutura grosseira formada principalmente por grãos colunares, ou uma estrutura refinada formada por grãos colunares e equiaxiais. Conseqüentemente, foi verificada uma dureza maior, sem vazios internos e uma maior fração volumétrica de precipitados no segundo lingote. As análises por espectroscopia por dispersão de energia (EDS) e por calorimetria exploratória diferencial (DSC) sugerem uma perda maior de níquel que titânio. No processo de Alimentação Contínua e Lingotamento Estático, a perda de peso variou de 0,5 a 1,2%, dependendo da corrente do feixe de elétrons. No processo de Fusão Estática, as temperaturas de pico da transformação martensítica (Mp) foram comparadas com a curva de referência, e indica que a composição química varia de 50,3 a 50,8%at. de níquel ao longo do comprimento da amostra. Isto também mostra que a produção da liga Ni-Ti com EMF é perfeitamente possível desde que tomados alguns cuidados.

Este trabalho propõe um dispositivo universal antropomórfico que sirva como base no desenvolvimento de próteses com alto grau de semelhança funcional a mão humana. Para tanto, são apresentadas a modelagem (modelos cinemático e dinâmico) e as construções física e computacional de um dispositivo mecatrônico ativo simplificado. Muitas dúvidas quanto ao tamanho, a aparência e a funcionalidade de um modelo protético surgem ao se pensar em projetar algo que irá, de certa forma, substituir um membro humano, dada a importância que ele representa. Pesquisas mostram dificuldades na obtenção de modelos que atendam aos diversos requisitos que uma prótese deve ter, desde sua funcionalidade à sua estética. Uma das partes que pode definir a concepção de uma prótese é seu acionamento. Assim, a implementação deste dispositivo universal permite a análise comparativa de sistemas de acionamento. Neste trabalho são apresentadas as vantagens e as dificuldades da utilização de três sistemas bastante comuns em acionamentos de produtos mecatrônicos, são o servomotor DC, o piezo-motor e o SMA (Shape Memory Alloy) ou liga com memória de forma. Foram utilizados os aplicativos de software Inventor na construção do modelo computacional e ADAMS nas análises cinemática e dinâmica. A aquisição de sinais e os testes de validação foram possíveis por meio dos aplicativos Matlab e Simulink.