Ligas com memória de forma Ti50Ni50-XNbx (x= 0 a 25%at): obtenção por fusão a arco e reprocessamento por centrifugação em molde cerâmico. - MEDEIROS, Melânea Almeida Ramalho. (2021)
As ligas com memória de forma (LMF) ternárias baseadas no sistema NiTi com adição de Nb têm chamado a atenção de diversas áreas da engenharia, devido a possibilidade de melhorias em uma série de propriedades mecânicas e funcionais. Assim, este trabalho tem como objetivo geral avaliar a influência do teor de Nb, na transformação de fase, na microestrutura e fases formadas na liga ternária TiNiNb em comparação com a liga binária equiatômica Ni50Ti50 (%at). Foram obtidas seis composições distintas para a LMF TiNiNb por fusão a arco de plasma sob atmosfera de argônio, com adição de 5, 10, 15, 20 e 25%at de Nb em substituição ao Ni no sistema Ti50Ni50-xNbx. Em seguida, as composições com 0, 10 e 15%at de Nb foram selecionadas em função da quantidade de Nb para verificação da sua fundibilidade por meio da fabricação de telas por fundição de precisão via centrifugação. Para as ligas obtidas por fusão a arco, os resultados mostram, por meio de ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), que apenas após um tratamento térmico de homogeneização a 900°C por 1 h, todas as composições estudadas apresentam uma transformação de fase em uma única etapa durante o resfriamento e aquecimento, com as entalpias de transformação diminuindo de forma quase linear com o aumento do teor de Nb. Por outro lado, a adição de Nb tem um efeito limitado sobre as temperaturas de transformação de fase, com a temperatura de início de formação da martensita (Ms) permanecendo praticamente constante (~38°C). Foi observado que a microestrutura das ligas é constituída por matriz NiTi (B2 e B19`) e algumas fases secundárias (Ni4Ti3 e Ni3Ti) para a liga binária e fases a base de Nb (ȕNb, NiTi2, Nb2Ni e NbTi) para as ligas ternárias. A microscopia eletrônica de varredura revelou microestruturas com a presença de dendritas com grande quantidade de ȕNb que evoluíram de tamanho com o aumento do conteúdo de Nb. A adição de Nb e consequentes alterações na microestrutura contribuíram para a diminuição da dureza média, passando de 527 HV na liga equiatômica NiTi para valores entre 259 e 396 HV nas ligas TiNiNb. O teor de Nb, no entanto, teve um efeito mais limitado sobre o comportamento do módulo de elasticidade, que foi maior na liga Ti50Ni30Nb20 (66 GPa) e menor na liga Ti50Ni45Nb5 (52 GPa), com uma variação geral inferior a 20%. De uma forma geral, foi confirmada a boa capacidade de reprocessamento por fundição de precisão das LMF TiNiNb, possibilitando a fabricação de telas finas. Estas telas apresentaram maiores níveis de dureza e de módulo de elasticidade em relação as ligas de base obtidas por fusão a arco.