Jornal de Engenharia Química Avançada

Abstrato

Termoelástica Dupla – Caracterização Pseudoelástica e Base Cristalográfica de Transformações de Fase em Ligas com Memória de Forma

Adiguzel O

O efeito de memória de forma é uma propriedade peculiar exibida por uma série de sistemas de ligas denominados ligas com memória de forma, que possuem características duplas denominadas termoelasticidade e pseudoelasticidade, do ponto de vista do comportamento de memória. Estas ligas ocorrem na classe dos novos materiais avançados com estas propriedades e resposta às condições externas. Duas transformações cristalográficas sucessivas, transformações martensíticas induzidas por tensão e térmicas, governam os fenómenos de memória de forma em bases cristalográficas. O efeito de memória de forma é realizado termicamente num intervalo de temperatura de aquecimento e arrefecimento após os primeiros processos de arrefecimento e tensão, enquanto a pseudoelasticidade é realizada mecanicamente por tensão e libertação a uma temperatura constante na região da fase austenita original dos materiais. O efeito de memória de forma é governado por processos de arrefecimento e tensão ao nível do volume, e processos de geminação e degeminação de rede numa base cristalográfica. A martensita induzida termicamente ocorre juntamente com a geminação de rede e as estruturas ordenadas da fase parental transformam-se em estruturas de martensita geminadas multivariadas de uma forma auto-acomodada, e as estruturas de martensita geminadas transformam-se em martensita desmineralizada através da transformação martensítica induzida por tensão no stress. A pseudoelasticidade é realizada tensionando o material e libertando-o a uma temperatura constante na região da fase pai, para a qual os materiais são deformados e a recuperação da forma é realizada simultaneamente ao libertar a tensão aplicada. A pseudoelasticidade é realizada de forma não linear; os caminhos de tensão e libertação são diferentes no diagrama tensão-deformação, e o ciclo de histerese refere-se à dissipação de energia. Os processos elementares envolvidos em tais transformações martensíticas são essencialmente deformações de cisalhamento, cisalhamentos invariantes de rede e embaralhamento de planos atómicos. Tesouras invariantes de rede ocorrem com movimentos cooperativos de átomos em planos compactados de rede ordenada de fase pai de forma deslocativa. O embaralhamento e o cisalhamento do plano atómico podem ser considerados processos elementares ativados durante as transformações martensíticas deslocativas. O cisalhamento invariante de rede não é uniforme em ligas com memória de forma à base de cobre e provoca a formação de estruturas martensíticas complexas em camadas de longo período com geminação de rede no arrefecimento. Estudos de difracção de electrões e difracção de raios X realizados em duas ligas de CuZnAl e CuAlMn à base de cobre mostram que estas ligas exibem reflexões super-reticuladas em condições martensíticas. As temperaturas críticas de transformação destas ligas estão acima da temperatura ambiente e encontram-se em estado totalmente martensítico à temperatura ambiente. Uma série de difrações de raios X foram realizadas durante o envelhecimento à temperatura ambiente. Os resultados da difração mostram que os ângulos de difração e as intensidades dos picos se alteram com o envelhecimento. Este resultado refere-se a uma nova reação de forma difusiva e leva à estabilização da martensita.