Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7533_1.pdf: 2730050 bytes, checksum: 946290862a32cf4d726fa1b40e924f6b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 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

As ligas Ni-Ti, também conhecidas como Nitinol, são baseadas na fase martensítica NiTi (estrutura monoclínica B'19), exibem propriedades únicas, como efeito de memória de forma e super elasticidade. A sua temperatura de transformação martensítica depende da composição e processamento do Nitinol. Seu valor típico é uma faixa de temperatura entre -80 a 100° C. A utilização de elemento de liga pode contribuir para evitar a formação indesejável de Ni3Ti e NiTi2. De acordo com a seção isotérmica a 900°C do sistema Ti-Ni-Fe, existe uma ampla região monofásica estendida do NiTi ao FeNi. A moagem de alta energia pode produzir nanomateriais e estruturas metaestáveis. O presente trabalho relata a caracterização microestrutural das ligas Ni50Ti48Fe2 e Ni50Ti45Fe5 preparadas por trituração de bolas de alta energia e subsequente sinterização. As misturas de pó elementar foram processadas em diferentes tempos (1, 3 e 5 horas) num moinho de esferas planetário Fritsch P-5 sob atmosfera de argônio utilizando frascos de aço endurecido (225 mL) e esferas (12 mm de diâmetro), velocidade rotativa de 200 rpm, E uma proporção em peso bola-pó de 10:1. Corpos verdes com 10 mm de diâmetro foram compactados por prensagem axial e sinterizados a 900°C, por 16h sob atmosfera de argônio. As informações sobre as transformações de fase nos pós moídos e ligas sinterizadas foram obtidas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de dispersão de energia e análise térmica (DSC / TG). Apenas os picos Ni e Ti foram observados em padrões DRX dos pós Ni50Ti48Fe2 e Ni50Ti45Fe5 moídos durante 5 h. Além disso, os maiores picos de Ni e Ti foram alargados e movidos de direção, indicando que os átomos de ferro foram preferencialmente dissolvidos na estrutura de Ni para formar soluções sólidas estendidas. As microestruturas das ligas Ni50Ti48Fe2 e Ni50Ti45Fe5 sinterizadas foram formadas principalmente pela fase NiTi (estrutura monoclinica B'19), e suas transformações martensíticas foram próximas a 50°C. / Ni-Ti alloys, also known as Nitinol, are based on the martensitic NiTi phase (monoclinic B’19 structure) exibit unique properties such as shape memory effect and super elasticity, and its martensitic transformation temperature depends on the nitinol composition and processing. Its typical value is a temperature range between -80-100 °C. The use of alloying can contribute to avoid the undesirable Ni3Ti and NiTi2 formation. According to the isothermal section at 900oC of the Ti-Ni-Fe system, it exists a wide single-phase region extended from the NiTi to FeNi. High-energy ball milling can produce nanomaterials and metastable structures. The present work reports on the microstructural characterization of the Ni50Ti48Fe2 and Ni50Ti45Fe5 alloys prepared by high-energy ball milling and subsequent sintering. The elemental powder mixtures were processed for different times (1, 3 and 5 hours) in a planetary Fritsch P-5 ball mill under argon atmosphere using hardened steel vials (225 mL) and balls (12mm diameter), rotary speed of 200 rpm, and a ball-to-powder weight ratio of 10:1. Green bodies with 10 mm diameter were compacted by axial pressing and sintered at 900oC for 16h under argon atmosphere. Information on the phase transformations in the milled powders and sintered alloys were obtained by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometry, and thermal analyses (DSC/TG). Only the Ni and Ti peaks were noted in XRD patterns of the Ni50Ti48Fe2 and Ni50Ti45Fe5 powders milled for 5 h. In addition, the major Ni and Ti peaks were broadened and moved toward the indicating that the iron atoms were preferentially dissolved into the Ni lattice to form extended solid solutions. The microstructures of the sintered Ni50Ti48Fe2 and Ni50Ti45Fe5 alloys were mainly formed by the NiTi phase (monoclinic B’19 structure), and their martensitic transformations were close to 50oC.

Orientador: Paulo Roberto Mei, Jorge Otubo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:48:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_FabianaCristina_D.pdf: 16822644 bytes, checksum: de85a85a4926f98977b06a1e63db7902 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O conteúdo deste trabalho apresenta resultados que permitem avaliar a influência do tamanho de grão em algumas propriedades mecânicas e de recuperação de forma das ligas à base de Fe-Mn-Si-Cr-NiCo. Verificou-se que o refinamento da microestrutura facilitou a transformação e reversão da martensita-E, indicando que amostras com menor tamanho de grão apresentaram uma recuperação de forma maior. O efeito do tamanho de grão nas propriedades mecânicas foi mais evidente nos primeiros ciclos de treinamento. Em termos de EMF, o efeito mais significativo foi entre o primeiro e segundo ciclos para todas as condições de TG. No primeiro ciclo de compressão, a amostra com TG = 751lm apresentou uma recuperação de forma 50% superior quando comparada com condição de TG = 1291lm. Parâmetros como dureza Vickers, dureza superficial, limite de escoamento e fração volumétrica das fases, também foram avaliados em função do tamanho de grão / Abstract: The content of this work present results that allow to evaluate the grain size influence in some mechanical and recovery properties of the Fe-Mn-Si-Cr-Ni-Co based alloys. It was verified that the microstructure refinement facilitated the transformation and reversion of E martensite, indicating that small grain size samples presented a major shape memory recovery. The grain size effect on the mechanical properties it was more evident on the first cycles trainig. In terms of 5MB, the effect more significant it was between first and second cycles for the all grain size conditions. On the first compression cycle the sample with GS = 75_m presented a shape recovery 50% upper when compared with the condition of GS = 129_m. Parameters as Vickers hardness, superficial hardness, yield strength, strain-stress and volume fraction of phases also were studied as a function grain size / Doutorado / Materiais e Processos / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2171_1.pdf: 6507521 bytes, checksum: 354f98d6ad0d25dfb4dda99f9148e3d7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 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

Orientador: Rubens Caram Junior / Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T19:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Contieri_RodrigoJose_D.pdf: 5581364 bytes, checksum: b95f94b00d984d338e4134cd12621962 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Ligas do sistema Ti-Cu com composições próximas à eutetóide exibem potencial para aplicações estruturais, pois apresentam interessantes propriedades mecânicas, baixa densidade e alta resistência à corrosão. O comportamento mecânico dessas ligas depende diretamente das condições de processamento e tratamentos térmicos aplicados. Em condições de equilíbrio, a microestrutura dessas ligas é formada pela fase ? e pelo composto intermetálico Ti2Cu. Dependendo das condições de processamento, estruturas metaestáveis podem ser formadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes tratamentos térmicos na microestrutura e nas propriedades mecânicas de ligas Ti-Cu. Inicialmente, amostras com composições hipoeutetóide, eutetóide e hipereutetóide foram resfriadas a partir de altas temperaturas em um dispositivo de ensaio Jominy modificado e por ensaios de "splat colling". Na sequência, ensaios de envelhecimento aplicados a amostras com microestruturas metaestáveis também foram realizados. A caracterização das amostras envolveu microscopia óptica, eletrônica de varredura e de transmissão, difração de raios-X, tomografia atômica tridimensional e ensaios mecânicos. Os resultados obtidos indicam que altas taxas de resfriamento resultam na formação de microestruturas formadas por martensita ? ' e pelo composto Ti2Cu com composições diferentes das de equilíbrio. O módulo de elasticidade não apresentou variação com a taxa de resfriamento. Resultados de envelhecimento sugerem que o máximo valor de dureza Vickers e de resistência mecânica correspondem à perda de coerência entre os precipitados do composto intermetálico Ti2Cu e a matriz de fase ? / Abstract: Alloys in the Ti-Cu system with compositions close to the eutectoid exhibit potential for structural applications because they present interesting mechanical properties, low density and high corrosion resistance. The mechanical behavior of these alloys depends directly on the processing conditions and heat treatments applied. Under equilibrium conditions, the microstructure of these alloys is formed by the ? phase and the Ti2Cu intermetallic compound. Depending on the processing conditions imposed, metastable structures may be formed. The aim of this study was to evaluate the effect of different heat treatments on the microstructure and mechanical properties of Ti-Cu alloys. Initially, sample of hypoeutectoid, eutectoid and hypereutetoid compositions were cooled from high temperatures by in a modified Jominy test setup and by the "splat cooling technique". Following, aging heat treatments were applied to the samples with metastable microstructures. The sample's characterization included optical microscopy, scanning and transmission electron microscopy, X-ray diffraction, 3-dimensional atomic tomography and mechanical testing. The results suggests that high cooling rates result in the formation of microstructures formed by martensite ? ' and the Ti2Cu compound with compositions different from the equilibrium composition. The elastic modulus does not vary with the cooling rate. Aging results suggest that the maximum values of Vickers hardness and mechanical strength correspond to the loss of coherence between the Ti2Cu intermetallic compound precipitates and the ? phase matrix / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-06T20:54:52Z No. of bitstreams: 1 GEORGE CARLOS DOS SANTOS ANSELMO - TESE PPG-CEMat 2014..pdf: 19735821 bytes, checksum: c92e61b342c27548f43bd01d30640a96 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-06T20:54:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GEORGE CARLOS DOS SANTOS ANSELMO - TESE PPG-CEMat 2014..pdf: 19735821 bytes, checksum: c92e61b342c27548f43bd01d30640a96 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / Ligas com efeito de memória de forma possuem grande potencial para aplicações nos setores da robótica, automotivo, aeronáutico, medicina e na produção de atuadores miniaturizados. O objetivo desse trabalho foi investigar e desenvolver materiais com efeito de memória de forma (Shape Memory Effect - SME) das ligas Ti-Ni-Cu na forma de fitas micrométricas produzidos por meio de Melt Spinning. A metodologia utilizada para produção das ligas Ti-Ni-Cu foi via fusão a plasma (Plasma Skull Push-Pull), e para fabricação de fitas utilizou-se a técnica de solidificação rápida por injeção de metal líquido em volante de cobre nas velocidades de 38 e 50 m/s, logos após as ligas e fitas Ti-Ni-Cu foram caracterizadas por: DSC, SMRT, DRX, MEV. Inicialmente barras prismáticas da liga Ti-Ni50-x-Cux (x=3,4,5,6,7%at.Cu) foram produzidas via fusão a plasma. Por meio solidificação rápida obteve-se fitas com espessuras de 30 a 45 µm com a variação da velocidade do volante de cobre de 38 e 50 m/s no Melt Spinning. Ensaios de DRX revelam à presença da fase B19’ nas ligas brutas de fusão a temperatura ambiente. As ligas apresentaram transformações de fase em único estágio B2↔B19`. As temperaturas de transformação As das ligas Ti-Ni-Cu decrescem com o incremento de Cu. Concluise que as temperaturas de transformação martensíticas (Ms) de fitas Ti-Ni-Cu decrescem com a diminuição do tamanho de grão, e os valores de histerese e entalpia decrescem quando altas taxas de super-resfriamento são alcançadas no Melt Spinnig. / Alloys with shape memory effect have immense potential for applications in robotics, automotive and aeronautics industry, medicine and in the production of miniaturized actuators. The aim of this study was to investigate, develop and manufacture materials with shape memory effect of Ti-Cu-Ni alloys in the form of micrometer tapes produced by Melt Spinning. The methodology used for the production of Ti-Cu-Ni alloys by fusion plasma (Plasma Skull Push-Pull), and manufacturing tapes used the technique of rapid solidification injection of liquid metal into the copper wheel speeds 38 and 50 m/s. alloy and Ti-Ni-Cu ribbons were characterization by: DSC, SMRT, XRD, SEM. Initially prismatic bars of Ti-Ni50-x-Cux (x = 3,4,5,6,7 at.Cu%) had been produced by plasma fusion. With the rapid solidification is obtained tapes with thicknesses between 30 to 45 µm with the variation of the speed of the wheel covers 38 and 50 m / s the melt spinning. XRD tests reveal the presence of the B19' in gross phase alloy melting temperature. The alloys showed phase transformations in single stage B2↔B19`. The transformation temperatures of the alloy Ti-Cu-Ni decrease with the increase of Cu. We conclude that the temperatures of martensitic transformation (Ms) of Ti-Ni-Cu ribbons decreases with decreasing grain size, and hysteresis values and enthalpy decreases when high rates of super-cooling are achieved in Melt Spinnig.