Ligas com memória de forma Ni-Ti e seus componentes

Um prefácio sobre ligas com memória de forma

As ligas com memória de forma ou SMAs são os tipos de ligas que sempre tendem a "lembrar" sua forma original. Isso significa que elas se lembram de suas formas forjadas a frio e retornam às suas formas pré-deformadas ou originais quando são aquecidas. Alguns outros nomes pelos quais as ligas com memória de forma são conhecidas são ligas com memória, metal com memória, metal inteligente, ligas inteligentes etc. As SMAs são geralmente leves e usadas em diversas aplicações. Veja a seguir alguns usos e aplicações das ligas com memória de forma.

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1. Principais aplicações das SMAs

As ligas com memória de forma são usadas em vários setores, como o aeroespacial, para fabricar aeronaves e motores, para reduzir o ruído das aeronaves etc.
- Essas ligas inteligentes também são usadas em tubulações, por exemplo, tubulações de água, tubulações de óleo etc.
- Outro uso das ligas com memória de forma é no setor automotivo.
- Essas ligas também são usadas em robótica, telecomunicações, optometria, odontologia e medicina.
- Muitos motores são fabricados com ligas com memória de forma e a cirurgia ortopédica é outro campo em que elas podem ser aplicadas.

2. Ligas com memória de forma Ni-Ti

As ligas com memória de forma Ni-Ti são os tipos de ligas com memória de forma feitas com níquel-titânio, em quantidades aproximadamente iguais. Além desses dois elementos, outros que podem ser usados para fazer ligas com memória de forma são cobre, zinco, ouro e ferro, mas o Ni-Ti é a liga com memória mais comum. Há muitos motivos para usar esses dois elementos na fabricação de ligas inteligentes, sendo que os principais são apresentados a seguir:

- As ligas com memória de forma Ni-Ti são preferíveis porque são estáveis, práticas e apresentam desempenho termomecânico superior em comparação com outros metais.
- A resistência ao escoamento das SMAs à base de Ni-Ti é menor do que a do aço, mas sabe-se que determinadas composições podem proporcionar um escoamento melhor do que o plástico e até mesmo o alumínio. De fato, a tensão de escoamento do Ni-Ti pode chegar a 500 MPa.
- O uso de ligas à base de Ni-Ti pode resultar em um alto nível de deformação plástica recuperável induzida.

3. Produção de SMAs de Ni-Ti

O Ni-Ti, ou nitinol, é muito difícil de ser criado ou fabricado. Isso se deve ao controle de composição excepcionalmente rígido que é necessário e à reatividade excepcionalmente alta do titânio metálico. Os dois principais métodos de fusão usados atualmente para obter nitinol são

- Refusão a arco a vácuo - esse é um método no qual um arco elétrico é acionado entre a matéria-prima e a placa de ataque de cobre resfriada a água. Esse procedimento de fusão é feito em um alto vácuo. O molde usado nesse procedimento é de cobre resfriado a água e nenhum carbono é introduzido durante o processo de fusão.
- Fusão por indução a vácuo - esse é um método de obtenção de nitinol que é realizado com o uso de campos magnéticos alternativos para aquecer as matérias-primas em um cadinho. Esse processo também é realizado por alto vácuo, mas com a única diferença de que o carbono é introduzido no processo.

Não há evidências que comprovem qual desses métodos é melhor do que o outro, e ambos têm suas próprias vantagens.