The influence of carbon and oxygen content on the martensitic transformation temperatures and enthalpies of NiTi shape memory alloy

Otubo, Jorge; Rigo, Odair Doná; Coelho, A. A.; Neto, C. Moura; Mei, Paulo Roberto

doi:10.1016/j.msea.2007.02.137

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“…A análise térmica utilizada até este momento foi a calorimetria diferencial de varredura (DSC), pois o objetivo desta técnica é determinar e comparar as O tratamento térmico realizado 350ºC durante 45 e 180 minutos observa-se um aumento da temperatura Mp e, este fato pode estar relacionado com a precipitação da fase Ti3Ni4 e, consequentemente, é acompanhada pela diminuição na concentração de níquel da matriz; resultando no aumento da temperatura Mi até se atingir a composição de equilíbrio naquela determinada temperatura [5].…”

Section: Análise Térmicaunclassified

“…A região de interesse do diagrama de fases da liga NiTi varia de 48 a 52 at.% de Ni, pois nesta região encontra-se a fase equiatômica limitada pelas fases Ti2Ni e TiNi3 [4]. Pequenas variações na relação Ni/Ti afetam drasticamente a temperatura de transformação da liga; por exemplo, com o aumento de 0,1 % atômico na concentração de níquel acarretará numa diminuição de aproximadamente 10ºC na temperatura de transformação da liga [5]. Além disso, variações na taxa de resfriamento podem promover o aparecimento de precipitados oriundos da formação de outras fases presentes na liga, conforme pode-se observar na figura 1 que mostra a curva TTT de decomposição da liga Ti-52 at.% Ni quando envelhecida em várias temperaturas após uma têmpera a partir de 1000º C [2].…”

Section: Introductionunclassified

“…Esta fase consiste em finas placas coerentes com a matriz que produz campos de deformação ao redor dos precipitados, resultando no aumento da resistência e, consequentemente, melhorando o efeito memória de forma da liga NiTi (OTSUKA; REN, 2005). A precipitação da fase Ti3Ni4 é acompanhada pela diminuição na concentração de níquel da matriz; resultando no aumento da temperatura Mi até se atingir a composição de equilíbrio naquela determinada temperatura [5]. Apesar da fase Ti3Ni4 possuir uma menor estabilidade comparada a fase TiNi3 (presente no diagrama de fases da liga NiTi), a fase Ti3Ni4 é completamente estável até a temperatura de 600ºC [6].…”

Section: Introductionunclassified

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AVALIAÇÃO DAS TEMPERATURAS DE TRANSFORMAÇÃO NO DSC EM LIGA NiTi APÓS O ENVELHECIMENTO COM E SEM CARGA

Santos¹,

Reis²,

Otubo³

2018

ABM Proceedings

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ResumoNeste trabalho foram usinados CDPs da liga com composição de 50,9 % at de Ni e, em seguida, as amostras foram envelhecidas em temperaturas entre 350-550 ºC, tensões aplicadas de 60 MPa e tempos de 45 e 180 minutos. Além disso, foram realizados também envelhecimento sem aplicação de carga nas mesmas condições de temperatura e tempos para comparação das propriedades, porém acrescentando uma amostra solubilizada a 850ºC durante 1 hora. Posteriormente as amostras foram caracterizadas por DSC para determinação das temperaturas de transformação de fases. Observa-se neste trabalho que o DSC de algumas amostras apresentou tanto no aquecimento quanto no resfriamento dois picos de transformação que pode estar relacionado ao aparecimento da fase R. Além disso, pode ter ocorrido a formação da fase Ni3Ti4, pois ligas com teores acima de 50,6 %at. de Ni são caracterizados pela formação de precipitados ricos em Ni, que pode acarreta na diminuição da concentração de Ni na matriz e aumento da temperatura de transformação. Este trabalho é importante, pois há poucos estudos relacionados com o efeito do envelhecimento sob carga nas propriedades de efeito de memória de forma e superelasticidade da liga NiTi.Palavras Chaves: Efeito Memória de forma; Ligas de NiTi; Análise térmica; Envelhecimento sob carga EVALUATION OF THE DSC TRANSFORMATION TEMPERATURES OF NiTi ALLOY AFTER AGING WITH AND WITHOUT THE APPLICATION LOAD AbstractIn this work were machined CDP alloy with composition 50.9 at% Ni, and then the samples were aged at temperatures between 350-550°C, 60 MPa applied voltages and times of 45 and 180 minutes. In addition, aging was also performed without application of load under the same conditions of temperature and time for comparison of properties, but adding a solubilized sample at 850C for 1 hour. Subsequently DSC to determine the phase transformation temperatures characterized the samples. It is observed in this paper that the DSC some samples presented both in heating and in cooling two peaks of transformation that could be related to the onset of phase R. Also, may have been the formation of Ni3Ti4 stage as alloys with levels above at 50.6%at. Ni are characterized by the formation of Nirich precipitates, which may entail a decrease in the concentration of Ni in the matrix and increase the transformation temperature. This work is important because there are few studies related to the effect of aging load the memory effect of shape properties and superelasticity of NiTi alloy.

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Section: Análise Térmicaunclassified

Section: Introductionunclassified

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AVALIAÇÃO DAS TEMPERATURAS DE TRANSFORMAÇÃO NO DSC EM LIGA NiTi APÓS O ENVELHECIMENTO COM E SEM CARGA

Santos¹,

Reis²,

Otubo³

2018

ABM Proceedings

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“…Neste último caso, pode-se reverter a transformação quando se remove completamente a tensão aplicada, classifica-se assim a superelasticidade (1) . Dentre estes materiais faz-se presente as ligas NiTi, as quais apresentam alta resistência mecânica, à fadiga e à corrosão, boa ductilidade e biocompatibilidade, isso se for comparada com outras ligas com memória de forma (2) . As temperaturas de transformação de fase em ligas NiTi ricas em Ni são observadas abaixo da temperatura ambiente, sendo geralmente superelásticas a temperatura ambiente (3) .…”

Section: Introductionunclassified

“…O processo de fusão aplicado neste estudo é o VIM (fusão em forno de indução à vácuo), este promove a fusão do material pelo aquecimento por indução de alta frequência em vácuo ou gás inerte. Com este processo é possível controlar a composição química (2,4) . Logo esta etapa é fundamental, uma vez que o controle de teor de níquel e de titânio pode ser controlado e os níveis de O e C minimizados.…”

Section: Introductionunclassified

ESTUDO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS E TERMOFÍSICAS NAS ETAPAS DE FORJAMENTO ROTATIVO A QUENTE E A FRIO EM UMA LIGA DE NiTi

Rodrigues¹,

Fernandes²,

Paula³

et al. 2017

Anais Do Congresso Anual Da ABM

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ResumoForam utilizadas neste estudo amostras de uma liga de NiTi rica em Ni, a fim de observar as mudanças estruturais e termofísicas ao longo das etapas de forjamento rotativo, nas condições: Bruta de Fusão, Refundida e extraídas após distintas etapas do forjamento inicialmente (primeira, terceira) e ao fim a frio (quinta e sexta). As variáveis dos processamentos termomecânicos e a composição química são fatores de grande importância no processamento destas ligas, afetando a estrutura e por consequência nas transformações de fase, no efeito de memória de forma e na superelasticidade. Dessa forma, foram realizados ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), para definir as temperaturas de transformação de fases, e de difração de raio X (DRX) para observar as fases presentes a temperatura ambiente. Palavras-chave: Ligas NiTi; Superelasticidade; Transformação de Fase; Forjamento Rotativo. STUDY OF THE STRUCTURAL AND THERMOPHYSIC CHARACTERISTICS ON THE HOT AND COLD ROTARY FORGING STEPS IN A NI-RICH NITI ALLOY AbstractSamples of NiTi-Ni alloys were used in this study to observe structural and thermophysical changes in rotary forging steps of the following conditions: Cast, Remelted and after different steps of the forging (first, third) and finally the cold (fifth and sixth). The variables of thermomechanical processing and the chemical composition are very important factors in the processing of these alloys, affecting the structure and consequently the phase transformations in shape memory effect and superelasticity. Thus, differential scanning calorimetric (DSC) test, to define the phase transformation temperatures, and X-ray diffraction (XRD) to observe the phases present at room temperature were done.

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Elastocaloric Cooling on the Miniature Scale: A Review on Materials and Device Engineering

Bruederlin

Bumke²,

Chluba³

et al. 2018

Energy Tech

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This Review covers the fundamentals of operation and scaling of elastocaloric cooling devices as well as current developments of elastocaloric shape‐memory alloy (SMA) films and the engineering of SMA film‐based cooling devices. Sputter‐deposited TiNiCuCo alloys showing ultra‐low fatigue enable unique functional properties such as tailored transformation temperature gradients. Two substantially different concepts for the development of elastocaloric cooling demonstrators are discussed. One concept relies on heat transfer by mechanical contact between the elastocaloric SMA film and solid heat sink and source elements. The second concept makes use of the heat transfer between the elastocaloric SMA film and a heat transfer fluid, including the advanced technology of active regeneration. Demonstrators based on a single SMA film reach device temperature spans of 14 K and a high specific cooling power of up to 18 W g−1. The performance characteristics are compared with other solid‐state caloric cooling technologies.

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The influence of carbon and oxygen content on the martensitic transformation temperatures and enthalpies of NiTi shape memory alloy

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AVALIAÇÃO DAS TEMPERATURAS DE TRANSFORMAÇÃO NO DSC EM LIGA NiTi APÓS O ENVELHECIMENTO COM E SEM CARGA

AVALIAÇÃO DAS TEMPERATURAS DE TRANSFORMAÇÃO NO DSC EM LIGA NiTi APÓS O ENVELHECIMENTO COM E SEM CARGA

ESTUDO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS E TERMOFÍSICAS NAS ETAPAS DE FORJAMENTO ROTATIVO A QUENTE E A FRIO EM UMA LIGA DE NiTi

Elastocaloric Cooling on the Miniature Scale: A Review on Materials and Device Engineering

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