ALGUMAS APLICAÇÕES DAS LIGAS COM MEMÓRIA DE FORMA

1 INTRODUÇÃO

Em 1938, Arne Olander foi o

primeiro a observar o efeito memória

de forma em ligas metalicas, quando

Greninger, da Universidade de Havard, e

Mooradian, do Massachussetts Institute of

Technology, descobriram que a martensita,

transformação resultante de um movimento

coordenado e/ou cooperativo entre os

átomos, esse efeito, apresentado no bronze,

pode ser induzido por tensão mecânica e

depois desaparecer com o aquecimento

(OTSUKA & WAYMAN, 1998; RYHANEN,

1999). Mas foi somente após a década de

1960 que apareceram pesquisas avançadas

realizadas no campo das ligas com memória

de forma1 ou SMA.

Em 1962, Buehler e seus colegas de

trabalho, no Laboratório Naval de Ordnance,

1 Ligas de Memória de Forma ou no original Shape Memory Alloys,

doravante citadas por sua abreviação do nome original: SMA.

100 Sinergia, São Paulo, v. 12, n. 1, p. 99-108, jan./abr. 2011

Algumas aplicações das ligas com memória de forma Shape Memory Alloys - SMA

Weimar Silva Castilho/Edson Paulo da Silva

nos Estados Unidos, descobriram o efeito

da memória de forma em uma liga de

Níquel Titânio (NiTi) que ficou conhecida

como Nitinol, como uma referência às

iniciais do laboratório (HODGSON et al.,

1990). Posteriormente houve um crescente

interesse pelo emprego destes materiais

em situações que vão desde estrutura

adaptativa a implantes utilizados na medicina

(MACHADO, 2002).

As ligas de maior importância, por

atender a essas características, são NiTi, como

o CuZnAl e CuAlNi. As ligas NiTi são de maior

potencial em aplicações comerciais porque

combinam boas propriedades mecânicas

com memória de forma e biocompatibilidade

(HODGSON et al., 1990).

2 AS LIGAS NiTi

As ligas NiTi com memória de

forma são um composto intermetálico.

Este composto apresenta uma solubilidade

moderada do Níquel (Ni) e do Titânio

(Ti), assim como de outros elementos

metálicos, além de apresentar uma

ductilidade comparável à de outras ligas

metálicas (KRISHNAN et al., 1974).

Esta solubilidade de um maior número

de elementos permite uma modificação

signifi cativa tanto das suas propriedades

mecânicas quanto das suas temperaturas

de transformação (FRENZEL, et al., 2004).

O Ferro (Fe) e o Cromo (Cr) também são

frequentemente adicionados para baixar as

temperaturas de transformação, bem como

o Cobre (Cu) que é usado para reduzir a

histerese de transformação e diminuir a

tensão de orientação da Martensita (SHAW

& KRISHNAN et al., 1974). A presença de

elementos de ligas como o Oxigênio (O)

e o Carbono (C) podem também alterar as

temperaturas de transformação e degradar

as propriedades mecânicas, o que faz com

que seja desejável minimizar a presença

destes elementos (FERNANDES, 2003).

Devido à elevada reatividade

do Ti, a fusão dessa ligas deve ser feita

preferencialmente sob vácuo ou em atmosfera

inerte, sendo comercialmente utilizadas

técnicas como a fusão por arco de plasma ou

por feixe de elétrons, ou ainda por indução sob

vácuo (FRENZEL, et al., 2004). Os lingotes

obtidos são depois conformados a quente

por forjamento, laminação ou extrusão.

A maioria dos processos de deformação a

frio pode ser aplicada a estes materiais, mas

a sua capacidade de encruamento é muito

acentuada e torna-se por isso necessário fazer

um recozimento. A trefilagem é normalmente

utilizada para produzir fios com dimensões

que podem atingir 0,05mm, apresentando

excelentes características de superfície

(FERNANDES, 2003).

As ligas NiTi possuem boa combinação

de propriedades como a alta resistência

mecânica. A boa resistência à corrosão e aos

efeitos memória de forma pode ser explorada