Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-06-19Bitstream added on 2015-01-26T13:30:28Z : No. of bitstreams: 1 000173826.pdf: 2796472 bytes, checksum: 92df5669093fee26f665c6ce0fc706a3 (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo analisar a reação do tecido ósseo a implantes confeccionados com a liga de titânio contendo alumínio e nióbio (Ti-6AI-7Nb) em relação ao titânio comercialmente puro (titânio de grau 2). Foram obtidos 48 pinos por metalurgia do pó, os quais foram usinados em implantes de 2,0mm de diâmetro, 7,5mm de comprimento e com 1 ,67mm de rosca, o suficiente para fixação iniciai. O experimento foi realizado em 24 coelhos da raça Nova Zelândia com 3,5 Kg e com aproximadamente três meses e meio de vida. Quatro implantes foram colocados por animal, sendo na tíbia esquerda implantados dois implantes da liga Ti-6AI-7Nb, equidistantes 4cm, e na direita o titânio grau 2. Após os períodos de 21, 42 e 84 dias, os animais foram sacrificados e a interface entre o implante e o tecido ósseo foi analisado em nível histológico, em cortes descalcificados e não descalcificados. As imagens dos cortes não descalcificados foram digitalizadas e submetidas ao programa de análise de imagem, por meio do qual foi calculada a área do osso neoformado entre os passos da rosca. Os resultados mostraram que não houve diferenças da resposta do tecido ósseo ao tipo de material implantado. Em relação ao período de análise, observou-se aos 21 dias maior quantidade de espaços medulares e menor quantidade de osso neoformado que nos outros períodos. Não houve diferença significativa entre os grupos de 42 e 84 dias, que apresentavam tecido ósseo com aspecto mais maduro. Concluiu-se, com o trabalho, que os períodos de 21 e 42 dias são suficientes para analisar a ósseo integração de implantes que não sofreram cargas funcionais, e que a liga de titânio Ti-6AI-7Nb apresentou comportamento semelhante ao titânio de grau 2, podendo ser empregada como alternativa de uso na biomedicina / The aim of this work was to analyzed bane tissue reaction concemig to implants materials made of by titanium alloy containing aluminum and niobium (Ti-6Af-7Nb) and compared with pure commercial titanium (grade 2)- The essay was performed in 24 rabbits – New Zealand strain - about 3, 5 Kg e a eh and three and half months of age, in which were placed bodies test manufactured by powder metallurgical technology, and latter on trimmed to aflow final dimensions around 2, O mm in diameter: 7,5 mm in length and 1,67mm in screw saw, size enough to initial bane fixation. Four implants were p/aced on each animal: two Ti-6Af-7Nb in to left tibia bone, distant 4cm from one each other, and last two grade 2 titanium ín to right tibia bone. The animals were sacrificed at different periods of time (21, 42 and 84 days), and the interfaces between implants and bone tissue were histologically analyzed in decalcified and non decalcified samples. image from non decalcified samples were obtained, and then analyzed in a specific image software (lmage G - NIH, USA). Area of new bane tissue formation between grooves were calculated. Data were statistically analyzed by ANOVA and Tukey test. Our results showed there were no statstical differences in bane tissue responses related to this two implant materials. Conceming to the analyzed period we should realized that in 21-dayssamples a quite large amount of medullar spaces and woven bane were presented when compared with the others two periods. The following 42-days-samples and 84-dayssamples díd not show any differences among them. We may conclude that 21 and 42 days were sufficient enough time to analyze osseo integration over implants that did not submitted to functional stress. Finally, we may say that Ti-6Af-7Nb alloy showed similar behavior compared to grade 2 titanium, and tl1erefore, it might be used in medicine for biological applications

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-06-17Bitstream added on 2015-01-26T13:30:28Z : No. of bitstreams: 1 000326727.pdf: 2999430 bytes, checksum: 806928a1f7b567ab21a76e54d35e9c55 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / O propósito deste estudo foi comparar a influência dos dispositivos de carregamento pistão, fita de aço inoxidável e cinzel, usados em ensaios de união ao cisalhamento, para verificar a resistência na interface material restaurador/metal. Os valores dependem de uma complexa combinação de tensões e resultantes produzidas durante a aplicação das forças nas amostras sendo que as variações nas metodologias dos testes resultam em diferentes valores de resistência ao cisalhamento, o que dificulta a padronização e a comparação direta entre diferentes pesquisadores. Foram utilizados 36 corpos-de-prova (Ni-Cr, Wiron 99 – Bego e porcelana Vita Omega 900 - Vita ) divididos em 3 grupos (n = 12). Os corpos-de-prova foram submetidos aos ensaios de resistência ao cisalhamento em uma máquina de ensaio universal EMIC (modelo DL-2000, São José dos Pinhais – PR), com velocidade constante de 0,5 mm/min. Em seguida, os corpos-de-prova representativos de cada grupo foram examinados em microscopia eletrônica de varredura para a observação dos modos de falhas. A análise de elementos finitos foi utilizada para a verificação da distribuição de tensões sobre os corpos-de-prova. Os resultados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey em nível de 5% de significância, verificou-se que houve diferença estatisticamente significante entre os três dispositivos usados. O presente estudo mostrou que o dispositivo pistão obteve melhores resultados que o método convencional ISO 11405 e fita / The purpose of this study was to compare the devices influence piston, stainless steel strip and chisel, used in shear bond tests to verify the resistance in the metal/porcelain interface. The values depend on a complex tensions combination and resultants produced during the application of the forces in the specimens and the variations in the methodologies of the tests result in differents resistances values to shear bond strength, what complicates the standardization and the direct comparison between different researchers. They were used 36 specimens (Ni-Cr, Wiron 99 – Bego and porcelain Vita Omega 900 - Vita ) divided into three groups (n = 12). The specimens were submitted to the shear bond strength in a universal testing machine EMIC (model DL-2000, São José dos Pinhais – PR), with a crosshead speed of 0,5 mm/min. After, the representative sets of each group were examined in scanning electronic microscopy for the observation of the failures. The finite elements analysis was used to verifiy the tensions distribution on the specimens. The results were submitted to the analysis of variance and to Tukey's Test in the level of 5%, it was verified that there was significant statistically difference between the three devices used. The present study showed that the piston device obtained better results than the conventional method ISO 11405 and strip

Este trabalho aborda o desenvolvimento de compósitos magnéticos macios (Soft Magnetic Composites - SMC). Os materiais SMC tem sua aplicação principal em núcleos magnéticos de máquinas elétricas. Sem grandes evoluções tecnológicas nos últimos 50 anos, os materiais e a metodologia de fabricação dos rotores e estatores de máquinas elétricas permanecem inalterados devido a alta concentração de pesquisas na área de acionamentos e controle dos motores. Diversos fatores levaram a esta pesquisa, tais como, imenso desperdício de material e processo de fabricação complexo para fabricação de núcleos magnéticos de máquinas elétricas. O processo atual de montagem de núcleos magnéticos conta com cinco principais processos: laminação, estampagem, tratamento para isolação, empacotamento e fixação. O processo de estampagem desperdiça quarenta por cento de matéria prima, devido a geometria final do estator e rotor. Com o uso de técnicas oferecidas pela metalurgia do pó e o avanço das pesquisas de materiais compósitos é possível reduzir o desperdício de matéria prima para menos de dois por cento enquanto que as etapas para produção dos núcleos magnéticos limitam-se a mistura, compactação e cura dos componentes. Para que esta metodologia seja realmente aplicável foi necessário o desenvolvimento de uma liga SMC que apresentasse as propriedades magnéticas e mecânicas solicitadas em máquinas elétricas. Para tal diversas ligas metálicas combinadas a resinas fenólicas e epóxi foram testadas. A partir dos resultados, os melhores compósitos foram aplicados em núcleos magnéticos de servomotores para que as ligas fossem então analisadas em aplicações reais. Neste trabalho, foi desenvolvido, projetado e construído, os núcleos magnéticos de uma máquina síncrona trifásica de 400 W, comercialmente construída pela empresa WEG. Nesta o rotor laminado foi substituído por um bloco maciço de uma liga SMC e o estator laminado foi substituído por um estator obtido a partir de um bloco maciço de compósito magnético macio de ferro. Na elaboração deste projeto, foi dado ênfase aos seguintes aspectos: Avaliação e estudo dos processos metalúrgicos para a obtenção de materiais magnéticos sinterizados e curados. Análise dos pós constituintes das ligas, que podem ser utilizados para fabricação dos núcleos da máquina. Pesquisas sobre pressão de compactação, temperatura e patamares de sinterização destes materiais. Obtenção de amostras para avaliação de propriedades físicas de interesse como a permeabilidade relativa, coercitividade magnética, resistividade elétrica e propriedades mecânicas. Estudo sobre o funcionamento e projeto de máquinas síncronas trifásicas. Avaliação e definição de um tipo de máquina a ser construída, levando-se em consideração as propriedades físicas do material, aspectos construtivos, desempenho e propriedades eletromagnéticas. Definição de um estator e outras partes de uma máquina com alimentação trifásica. Projeto e construção das matrizes para compactação dos núcleos magnéticos, usinagem destes, bem como todas as etapas inerentes a montagem da máquina. Teste de desempenho e obtenção de parâmetros. Finalmente há uma comparação entre o desempenho dos protótipos desenvolvidos neste trabalho e uma máquina elétrica convencional. / The aim of this work is study a new soft magnetic material. Those materials are often used in electrical machine's magnetic core. The process and materials to build an electrical machine have not changed so much in the last 50 years, on the other hand the researches about automation and control of these machines increased significantly. Many factors bring to this research, such as, waste of raw material and complex assembly system in magnetic core production. The actual assembly process of magnetic core has five main stages: rolling, die pressing, grouping and setting of sheets, heat treatment and electrical insulation. In the stamping process misses 40% of raw material due the stator and rotor geometry. Trough powder metallurgy technology and soft magnetic materials research advancement is possible to reduce the waste of raw material to less than two percent while the assembly stages were going to be: mix, pressing and cure of devices. To apply this technology it is necessary to find a soft magnetic material witch develop the properties required in electrical machines (magnetic and mechanical properties). To achieve this aim several magnetic alloys with phenolic resin were tested. From the results, the best composite was chosen to be applied in a servomotor's magnetic core from there the soft magnetic composite could be tested in a real situation. In this research, we have chosen to develop, design and build magnetic cores of a threephase machine, commercially fabricated by WEG Motors. In this machine the laminated cores were replaced by a bulk part made by a soft magnetic material. In the study of this Project, emphasis was given to: Assessment and study about metallurgical processes to obtain sintered and cured magnetic materials. Interesting powder alloys to machines' core analysis. Research about compacting pressure, temperature and sintering curves. Obtainment of samples to physical, mechanical and electromagnetic assessment. Study about three-phase machine operation. Electrical machine assessment and definition taking into account material's physical and electromagnetic properties, electrical machine's constructive aspects and performance. Definition of a stator, rotor and other parts from an electrical machine. Die design and construction to compact magnetic cores, machining as well all the electrical machine production stages .Performance tests to parameters obtainment. Finally there is a performance comparison between the prototype developed and a conventional machine.

Devido a suas propriedades, de resistência a corrosão, boa resistência à fadiga, memória de forma, superelasticidade e biocompatibilidade, a liga de NiTi através de seus subprodutos, é amplamente utilizada em diversas áreas médicas, com destaque na confecção de órteses endovasculares. Este trabalho tem como objetivo comparar propriedades de amostras produzidas via metalurgia do pó convencional na obtenção da liga NiTi, utilizando duas diferentes misturas preparadas em moinho atritor, uma fazendo uso de pó de titânio comercial e outra utilizando hidreto de titânio, com vista a aumentar a formação da fase NiTi. Essas amostras foram sinterizadas em forno resistivo a vácuo e em forno assistido a plasma. As amostras sinterizadas apresentaram majoritariamente as fases NiTi e NiTi2. As amostras que fizeram uso de hidreto de titânio tiveram uma quantidade de poros excessiva, levando a uma queda da dureza se comparada a amostra que fez uso de titânio metálico. A mistura de pós sinterizada no forno assistido a plasma sofreu síntese por combustão apresentando poros grandes na escala milimétrica, mas alta integridade na região metálica devido a formação de fase líquida. / Due to its properties like corrosion resistance, good fatigue strength, shape memory, superelasticity and biocompatibility, Nitinol is commonly used in different areas, especially in the manufacturing of stents. This work had as aim to compare properties of NiTi samples produced by conventional powder metallurgy in obtaining NiTi alloys. The different mixtures prepared in atritor mill, making use of commercial titanium powder and other using titanium hydride, to increase the NiTi phase formation were employed. These samples were sintered in a resistive furnace and plasma sintering reactor. The sintered samples showed the phases NiTi and NiTi2. Samples with titanium hydride had a greater quantity of pores, leading to a decreased hardness when compare to samples with titanium metal powder. The samples in the plasma sintering reactor were sintered by combustion synthesis.

O presente trabalho desenvolveu uma nova prótese para substituição de disco da coluna vertebral lombossacra, dividido em três macros etapas. Primeira etapa: conceito biomecânico e projeto assistido por computador (CAD/CAE), simulando estruturalmente o modelo virtual do implante. Segunda etapa: análise dos processos de fabricação, metalurgia do pó convencional (MPC) e por moldagem de pós por injeção (MIM), avaliando seus parâmetros. Terceira etapa: seleção do processo que mais se adaptou ao desenvolvimento de um implante, até a produção do protótipo de um implante. Foi utilizado pó comercialmente puro (99,5% Ti), com morfologia lamelar. A metalurgia do pó convencional (MPC) foi a selecionada para a fabricação do protótipo da nova prótese, compactada a 600 MPa e sinterizada a 1100°C durante 3h, neste patamar. O limite de elasticidade após a sinterização dos corpos de prova foi superior a 600 MPa, com densidade próxima a 4,04g/cm³. A porosidade foi avaliada por comparação volumétrica e imagens obtidas em MEV. Posteriormente foi analisada em software de processamento de imagens em diferentes regiões das amostras. A porosidade foi obtida por dois métodos: o primeiro considerou a imagem de uma superfície da amostra seguida pela variação da densidade em "bulk". O resultado da porosidade ficou entre 100µm e 500µm, faixa considerada adequada para a vascularização e crescimento ósseo. Foi aplicado uma carga de 3400N no modelo virtual do implante e a tensão resultante ficou abaixo de 60MPa. O resultado médio das densidades dos protótipos por Arquimedes do implante fabricados, foi de 4,05g/cm³. / The present study developed a new prosthesis to replace lumbosacral disks. It was divided in three steps. First step: biomechanical concept and computer assisted project (CAD/CAE), simulating the structure of the virtual model of the implant. Second step: analysis of manufacture process, conventional powder metallurgy (PM) and powder molding through injection, evaluating its parameters. Third step: selection of the process which best adapted to the development of an implant, up to the production of the implant prototype. Commercially pure powder (99,5% Ti) with lamellar morphology was used. Conventional powder metallurgy was selected to manufacture the new prosthesis, compacted at 600 MPa and sintered at 1100°C for 3 hours. The limit of elasticity after billets were sintered was above 700 MPa, and the density around 4,04g/cm³. Porosity was evaluated through images obtained in a SEM which were later analyzed by an image processing software in different parts of the billets. The result of porosity was between 100µm and 500µm, an adequate range for vascularization and bone growth. A charge of 3400N was applied to the virtual model of the implant and the resulting tension was under 60MPa. The resulting density in the manufactured prototypes was 4,05g/cm³, on average.

Tese (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-05T14:12:29Z No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-11T16:21:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T16:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 / As ligas com memória de forma possuem a habilidade de retornar, após uma deformação pseudoplástica a um formato ou tamanho previamente definido, quando submetidas a um ciclo termomecânico adequado. Essas ligas exibem duas propriedades fundamentais: a pseudoelasticidade e o efeito memória de forma. O tratamento criogênico é muito utilizado na indústria para melhorar as propriedades mecânicas dos aços, fundamentalmente a resistência ao desgaste. O objetivo desta pesquisa foi investigar se e como o tratamento criogênico afetaria as propriedades térmicas e mecânicas de duas ligas de NiTi, sendo uma austenítica Ni57Ti43 e outra martensítica Ni55Ti45 na faixa de temperatura de 24°C à 27°C. A metodologia empregada consistiu de uma análise experimental comparativa entre propriedades térmicas e mecânicas das ligas como recebidas, com as tratadas criogenicamente. E de análise microestrutural dos mesmos materiais para explicar os resultados. O tratamento criogênico consistiu em um resfriamento à -196 °C, por imersão em nitrogênio líquido, em diferentes tempos de imersão que variaram entre 6 e 48 horas. As propriedades térmicas (temperaturas de transformação de fase e calor latente de transformação) foram avaliadas por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), e as mecânicas (módulo de elasticidade e amortecimento) por excitação por impulso, também foi avaliada a dureza Rockell - B. A análise microestrutural foi realizada por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de raios X (DRX) e Fluorescência de raios X (FRX). Os resultados mostraram que, independente do tempo de resfriamento criogênico, o módulo elástico, a dureza e as fases presentes no material não sofreram modificações. Porém, houve aumento nas seguintes propriedades das ligas: temperatura de transformação de fase, histerese térmica e amortecimento. As observações das análises microestruturais permitiram concluir que não houve aumento no tamanho médio do grão. / The shape-memory alloys bear the ability of returning, after a pseudoplastic deformation, to a size or shape previously when submitted to an adequate thermomechanical cycle. Those alloys present two fundamental properties: the pseudoelasticity and the shape-memory effect. The cryogenic treatment is very much used in industry for the improvement of the mechanical properties of the steel, essentially the abrasion resistance. The objective of this research was to investigate whether and how the cryogenic treatment would affect the thermal and mechanical properties of two shape-memory alloys, one austenitic Ni57Ti43 and another martensitic Ni55Ti45, in a temperature range from 24 ºC to 27º C . The method consisted of an experimental comparative analysis of the thermal and mechanical properties of the alloys in as received and the cryogenically treated conditions. Also a microstructural analysis of the same material was carried out to explain the results. The cryogenic treatment consisted of a cooling action at -196 º C through immersion in liquid nitrogen in different periods of immersion that varied between 6 and 48 hours. The thermal properties (phase transformation temperatures and transformation latent heat) were evaluated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and the mechanic (modulus of elasticity and damping) technique through impulse excitation; the hardness was also evaluated. The microstructural analysis accomplished through Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) and X-Ray Fluorescence (XRF). The results showed that apart the cryogenic cooling time, the modulus of elasticity, the hardness and the phases that were present in the material did not undergo modifications. Nevertheless, there was an increase in the following properties of the alloys: toughness, phase transformation temperature, thermal hysteresis and damping. The observations of the microstructural analyses enabled the conclusion that there was no increase in the average grain size.

O presente trabalho tem como objetivo mostrar a influência do recozimento na recuperação e recristalização de tiras de aço baixo carbono dobradas por deformação a frio. Muitas indústrias que produzem peças a partir de dobramento a frio, buscam constantemente garantir a qualidade de seus produtos. Isto se torna um desafio a partir do momento que se considera a diversidade do formato das dobras exigidas. Através de observações práticas, o que se vê é que, com o objetivo de facilitar o processo, muitos profissionais são induzidos a acreditar que simplesmente aquecendo o material, o trabalho será facilitado e garantirá a qualidade do produto final. Assim, independente do tipo do aço e/ou nível de encruamento, os parâmetros de temperatura utilizados são determinados, na sua grande maioria, de forma empírica, sem critérios estabelecidos, ou seja, em muitos casos, os valores de temperatura tendem a ser os mesmos. Como a grande maioria de peças produzidas na indústria submetida a deformação é em aço baixo carbono, este foi escolhido como material para a fabricação das amostras utilizadas no experimento. Estas amostras foram submetidas a diversos graus de dobramento a frio e aplicação de recozimento para recristalização com variação controlada dos parâmetros. Através da intercomparação das amostras e com aplicação de diversos ensaios foram caracterizados a dureza, estrutura metalográfica, tamanho médio do precipitado, bem como a correlação entre as condições de recozimento versus o nível de recuperação do encruamento. Através dos dados obtidos, observou-se a importância de definir de forma científica os parâmetros de aquecimento para a recristalização, sob pena de prejudicar as características das peças. / This work aims to show the influence of annealing on the recovery and recrystallization of low carbon steel strips bent by cold forming. Many industries that produce parts from cold bending, constantly seek to ensure the quality of their products. This becomes a challenge from the moment that one considers the diversity of the shape of folds required. Through practical observation, we can see that, in order to facilitate the process, many professionals are led to believe that simply heating the material, the work will be facilitated and ensure final product quality. Thus, regardless of the type of steel and / or level of work hardening, the parameters used in temperature are determined, mostly, empirically, without established criteria, ie, in most cases, the temperature values tend to be same. As the vast majority of parts produced in the industry is subjected to deformation in steel low carbon, this was chosen as material for the manufacture of the samples used in the experiment. These samples were subjected to various degrees of cold bending and applying for recrystallization annealing with controlled variation of parameters. By intercomparison of samples and application of various tests were characterized hardness, metallographic structure, average size of the precipitate, and the correlation between the annealing conditions versus the level of recovery of work hardening. Through the data obtained it observed the importance of defining the parameters in a scientific way of heating for recrystallization, failing to affect the characteristics of components.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-29T19:28:12Z No. of bitstreams: 1 2016_BartholomeuFerreiradaCruzFilho.pdf: 3202318 bytes, checksum: b5deea38f2b9babc7b349e1de3685469 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-09-05T17:14:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_BartholomeuFerreiradaCruzFilho.pdf: 3202318 bytes, checksum: b5deea38f2b9babc7b349e1de3685469 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T17:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_BartholomeuFerreiradaCruzFilho.pdf: 3202318 bytes, checksum: b5deea38f2b9babc7b349e1de3685469 (MD5) / As Ligas com Memória de Forma - LMF apresentam um grande potencial de aplicação nas diversas áreas da engenharia e da medicina. De maneira especial, naquelas onde esses materiais são empregados como atuadores, observa-se uma necessidade de aprimoramento de suas propriedades com sua resistência à fadiga termomecânica e à fadiga estrutural. Neste trabalho investiga-se o potencial de tratamento criogênico para alterar propriedades de LMF. O tratamento criogênico profundo vem sendo empregado há décadas para aprimorar propriedades materiais em aços como o aumento de resistência ao desgaste em aços ferramentas e da vida à fadiga em materiais ferrosos. O objetivo do presente trabalho foi investigar a influência de tratamento criogênico profundo em propriedades mecânicas (módulo elástico, amortecimento e dureza) e térmicas (temperaturas de transformação de fase e calor latente de transformação) da liga Ni48-Ti52. Para isso, realizou-se uma análise comparativa experimental dessas propriedades antes de depois do tratamento criogênico a -196oC por diferentes tempos de imersão. Os corpos de provas foram preparados e denominados NiTi_CR (CP’S como recebido), NiTi_TC12, NiTi_TC18 e NiTi_TC24 (CP´s tratados criogenicamente por imersão a -196oC por 12, 18 e 24 horas respectivamente). A taxa de resfriamento e aquecimento utilizada foi de 18°C/h. As referidas propriedades térmicas foram medidas por Calorimetria Diferencial de Varredura e as propriedades mecânicas por Excitação por Impulso. A análise microestrutural foi baseada em microscopias ótica e eletrônica de varredura e difratometria de raio-X. Os resultados mostraram que o tratamento criogênico afeta todas as propriedades investigadas, com destaque para a redução do calor latente de transformação e o aumento do fator de amortecimento. A análise microestrutural sinaliza que essas alterações podem estar associadas a alterações do tamanho de grão e de precipitados. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Smart Memory Alloys-SMA have a great potential for application in various engineering and medicine fields. In a special way, in those where these materials are used as actuators, there is a need for improvement of its properties such as resistance to thermomechanical fatigue and structural fatigue. This work investigates the potential of cryogenic treatment to change properties of SMA. Deep cryogenic treatment has been used for decades to enhance material properties in steels as the wear resistance increase in tool steels and fatigue life in ferrous materials. The objective of this study is to investigate the influence of deep cryogenic treatment on mechanical properties (elastic modulus, damping and stiffness) and thermal (phase transformation temperatures and latent heat processing) of Ni48-Ti52 alloy. In this sense, was carried out an experimental comparative analysis of these properties before and after the cryogenic treatment at -196ºC using different immersion times. The test samples were prepared and referred as NiTi_CR (CPs as received), NiTi_TC12, and NiTi_TC18 NiTi_TC24 (CP's cryogenically treated by immersion -196oC for 12, 18 and 24 hours respectively). The heating and cooling rate used was 18 ° C / hr. These thermal properties were measured by Differential Scanning Calorimetry and the mechanical properties by Impulse Excitation. Microstructural analysis was based on optical and electronic microscopy scanning and X-ray diffraction. The results showed that cryogenic treatment affects all the properties investigated, with emphasis on reducing the latent heat of transformation and increased damping factor. Microstructural analysis indicates that these changes may be associated with changes in grain size and precipitates.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2015-07-03T16:41:50Z No. of bitstreams: 1 2015_TaiseMariaFrazaoDeAnicezio.pdf: 5322332 bytes, checksum: 4866e33daf9f1f9ccf75030b48561cce (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-14T11:18:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_TaiseMariaFrazaoDeAnicezio.pdf: 5322332 bytes, checksum: 4866e33daf9f1f9ccf75030b48561cce (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T11:18:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_TaiseMariaFrazaoDeAnicezio.pdf: 5322332 bytes, checksum: 4866e33daf9f1f9ccf75030b48561cce (MD5) / Titânio e suas ligas têm sido cada vez mais usados nos últimos anos em segmentos industriais bastante distintos como aeroespacial e biomateriais. Essa versatilidade devese ao fato de ser um material com elevada resistência mecânica, baixa densidade, alta resistência à corrosão e ótima biocompatibilidade. Todavia, não possuem boa resistência ao desgaste. Amostras da liga Ti-12Cr, produzidas por metalurgia do pó, foram revestidas por meio do processo PVD com filmes de Ti+TiN, Cr+CrN e Cr+CrN+TiN com o intuito de melhorar a resistência ao desgaste microabrasivo dessa liga. Um tribômetro do tipo esfera rotativa livre foi utilizado para gerar crateras de desgaste na superfície dos materiais estudados. Os diâmetros dessas calotas foram medidos e através do Método de Allsopp os coeficientes de desgaste abrasivo dos filmes e dos substratos foram então determinados. O filme Ti+TiN apresentou a melhor resistência ao desgaste dentre as amostras analisadas. A resistência ao desgaste seguiu a tendência das medidas de microdureza dos filmes, ou seja, o filme com maior microdureza, Ti+TiN, apresentou a melhor resistência ao desgaste, e também melhor adesão ao substrato. Os filmes Cr+CrN e Cr+CrN+TiN apresentaram coeficientes de desgaste do substrato e do filme com a mesma ordem de grandeza e valores que ficaram muito próximos porém, com microdurezas diferentes. Ambos os filmes apresentaram falha de adesão, de maneira que durante os ensaios de desgaste microabrasivo as partículas delaminadas dos filmes passaram a atuar juntamente com a suspensão abrasiva promovendo o aumento dos coeficientes de desgaste dessas amostras. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Titanium and its alloys have been increasingly used in recent years in very different industrial segments such aerospace and biomaterials. This versatility is due to the fact that it is a material with high mechanical strength, low density, high corrosion resistance and good biocompatibility. However, have not good wear resistance. Samples of Ti-12Cr alloy produced by powder metallurgy were coated by PVD process with Ti+TiN, Cr+CrN and Cr+CrN+TiN films with the aim of microabrasive wear resistance improvement. A tribometer free rotating sphere type was used to generate wear craters on the surface of the materials studied. The diameters of these caps were measured and through Allsopp method the abrasive wear coefficient of the films and substrates were then determined. Ti+TiN film showed the best wear resistance among the analyzed samples. The wear resistance measurements followed the trend of micro-hardness of the films, i.e., the film with higher hardness, Ti+TiN, showed the best wear resistance, and also better adhesion to the substrate. The Cr+CrN and Cr+CrN+TiN exhibited wear coefficient of the substrate and the film of the same magnitude and values that were close but with different hardness. Both films showed adhesion failure, so that during the wear tests microabrasive particles of delaminated film began working together with the abrasive suspension promoting increased wear coefficient of the samples.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-07T21:48:07Z No. of bitstreams: 1 2018_ArthurPinheiroBarcelos.pdf: 14201406 bytes, checksum: 22cffe289d9dbf4258328e4dcf14fa84 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-08T19:06:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_ArthurPinheiroBarcelos.pdf: 14201406 bytes, checksum: 22cffe289d9dbf4258328e4dcf14fa84 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_ArthurPinheiroBarcelos.pdf: 14201406 bytes, checksum: 22cffe289d9dbf4258328e4dcf14fa84 (MD5) Previous issue date: 2018-08-07 / As Ligas com Memória de Forma (LMF) apresentam dois comportamentos termomecânicos diferenciados que podem ser explorados para o desenvolvimento de muitas aplicações: o efeito memória de forma e a pseudoelasticidade. O efeito memória de forma é caracterizado por deformações reversíveis originárias de variações de temperatura do material devido a transformações martensíticas termoelásticas. Esse princípio de funcionamento estimula a aplicação de LMF como atuadores, apresentando algumas vantagens em relação a outros atuadores convencionais devido à sua excepcional redução de peso e volume de projetos. A escassez na literatura de métodos definitivos para prever a vida útil do atuador de LMF motiva o estudo de seu comportamento cíclico e fadiga. Os atuadores baseados em ligas com memória de forma podem acumular deformações plásticas e sofrer ruptura, além de perder gradualmente a capacidade de recuperação da forma, conhecida como fadiga funcional, associada às repetidas transformações induzidas por temperatura. Nesse âmbito, a fadiga estrutural e a fadiga funcional de fios NiTi SmartFlex® submetidos à transformação de fase martensítica induzida termicamente sob tensão mecânica constante são investigadas. Foram realizados 24 ensaios de ciclagem termomecânica em diferentes condições de aquecimento e resfriamento e sob quatro diferentes níveis de tensão axial. A influência dessas condições de ensaio foram analisadas, a degradação do efeito memória de forma foi visualizada em curvas de evolução da deformação e a fadiga estrutural foi estudada por meio de três diferentes curvas de ajuste: curvas S-N, curvas que relacionam a deformação plástica com a vida em fadiga baseadas nas relações de Coffin-Manson e curvas baseadas no modelo de plano crítico de Smith, Watson e Topper. Conclui-se que o aumento na taxa de aquecimento e resfriamento e na tensão mecânica pode resultar em falha precoce do material. No âmbito de fadiga funcional, as condições estabelecidas nos ensaios resultaram em alteração na deformação recuperável inferior a 1% para o material estudado. / Shape Memory Alloys (SMA) presents two exceptional thermomechanical behaviors that can be used for development of many applications: shape memory effect and superelasticity. The shape memory effect is characterized by reversible deformation under thermal load due to thermoelastic martensitic transformations. This operation principle encourages the application of SMA as actuators, presenting some advantages over other conventional actuators because of their weight and volume saving. The lack of definite methods for predicting SMA actuator lifetime motivates the study of its cyclic behavior and fatigue. SMA actuators may accumulate plastic deformations and suffer rupture, in addition to gradually losing shape recovery, known as functional fatigue, associated with the repeated thermal induced transformations. The structural thermomechanical fatigue and functional fatigue of NiTi SmartFlex® wires undergoing thermally induced martensitic phase transformation with constant stress are investigated. An amount of 24 thermomechanical cycling tests were performed under different heating and cooling conditions and under four different axial stress levels. The influence of these test conditions was analyzed, the wire strain evolution was evaluated to determine the degradation of shape memory effect and three power law curves were used to fit fatigue failure data: S-N curves, plastic strain versus fatigue life curves based on Coffin-Manson relation, and curves based on the critical plane model of Smith, Watson, and Topper. It can be concluded that the application of high heating/cooling rate and high stress can result in early failure of the material. The test conditions did not imply significant functional fatigue (recoverable strain below 1%).