Comparação dos efeitos de compressão isostática e compressão uniaxial na obtenção da liga NiTi por metalurgia do pó

Abstract

Several alloys present the shape memory effect and among them, the equiatomic NiTi alloy, nitinol, is the most important one. It is usually used in several engineering applications and also in biomedical devices, in the fabrication of orthodontic wire, stents and Judet staples. Although a considerable amount of these biomedical devices is utilized in Brazil and a fraction of it is already made here, all nitinol used is bought abroad. Thus, it is important to develop the necessary know-how to fabricate NiTi wire and sheet. It would mean less importation with job creation and wealth generation for the country. In this work nitinol was obtained powder metallurgy from elemental powders of Ti and Ni using uniaxial compression and uniaxial compression followed by isostatic compression. The final densities achieved were determined by the Archimedes method. The precipitation of intermetallic secondary phases was studied and the samples were characterized by metallographic analysis, optical microscopy and X-ray diffraction. Results indicated that 50 hours sintering route showed a low amount of intermetallics, and no trace of unreacted powder. XRD and metallography at room temperature indicated B19’ as the predominant phase, which corresponds to martensite. Although density results showed little dispersion, the most dense sample was compacted under uniaxial compression and presented 4.8 g/cm3, corresponding to 20.84% porosity. Density variation was considered normal to the measurement process and independent of the compaction mode

Dentre as várias ligas que apresentam efeito de memória de forma, a liga NiTi equiatômica, conhecida comercialmente como nitinol, é sem dúvida a mais utilizada, tanto em engenharia em geral como em aplicações biomédicas, na fabricação de fios ortodônticos, stents e grampos de Judet. O volume de tais dispositivos biomédicos utilizados no Brasil é considerável, uma parte dos mesmos já é fabricada nacionalmente, mas sempre utilizando material importado. Assim, é evidente que o domínio do processo de obtenção de fios e chapas de nitinol pode abrir a possibilidade de nacionalização da fabricação do material, o que poderia significar criação de empregos, diminuição de importação e geração de divisas para o país. Este trabalho de graduação propõe a obtenção de nitinol pelo processo de metalurgia do pó seguido de conformação plástica, e para tanto os pós elementares de Ti e Ni foram submetidos à compactação uniaxial e compactação uniaxial seguida de compactação isostática. As densidades finais obtidas foram determinadas pelo método de Arquimedes. A precipitação de fases intermetálicas secundárias também foi estudada e as amostras foram caracterizadas por análise metalográfica, microscópica óptica e difração de raios X. Os resultados obtidos indicam que a rota de sinterização de 50 horas apresentou baixa quantidade de intermetálicos e nenhum vestígio de elementos residuais. Pela metalografia e DRX a temperatura ambiente, a fase predominante foi a B19’ que corresponde à fase martensítica. Foi evidenciado também que todas as amostras apresentaram-se porosas, independentemente do modo de compactação, e pode-se concluir que a aplicação de compactação isostática após a compactação uniaxial não contribui efetivamente para maior densificação das amostras. O maior valor de ... (Resumo Completo, clicar acesso eletrônico abaixo)