Skip navigation

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/36070
Tipo: Tese
Título: Estudo de uma liga superelástica de CuAlMn : influência do reprocessamento por fundição de precisão rápida na fabricação de estruturas celulares
Autor(es): Alves, Railson de Medeiros Nóbrega
Primeiro Orientador: Cavalcante, Danielle Guedes de Lima
Primeiro Coorientador: Araújo, Carlos José de
Resumo: As Ligas de Memória de Forma (LMF) CuAlMn são alternativas às LMF NiTi devido ao menor custo, maior ductilidade, trabalhabilidade a frio e potencial para aplicações industriais diversas. Uma aplicação direta para as LMF CuAlMn superelásticas pode ser em estruturas celulares, que apresentam excelente capacidade de absorção de energia e desempenho funcional. Esses materiais têm gerado grande interesse em setores variados, incluindo automotivo, transporte, indústria naval, aeronáutica e esportes. Adicionalmente, a fundição de precisão rápida é uma alternativa moderna e eficiente para a fabricação de componentes complexos de LMF, permitindo alta precisão, reprocessamento do material e desempenho mecânico satisfatório. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo principal estudar uma LMF CuAlMn superelástica, analisando seu reprocessamento e a fabricação de estruturas celulares com geometrias Diamond e S, utilizando a técnica de fundição de precisão rápida. A fabricação da LMF CuAlMn foi realizada em um forno de indução aberto, sem atmosfera protetora. Os resultados mostraram que o reprocessamento da LMF CuAlMn por fundição de precisão rápida alterou, em pequena escala, a transformação de fase e as propriedades mecânicas da liga. Todos os componentes fabricados apresentaram superelasticidade à temperatura ambiente. Ensaios de compressão mostraram que o desempenho das estruturas celulares é altamente dependente da densidade relativa e da geometria da célula unitária. Estruturas com maior densidade relativa exigiram níveis de forças maiores para atingir uma deformação específica. A energia dissipada variou conforme a temperatura de ensaio, situando-se entre 0,14782 MJ/m³ e 0,75014 MJ/m³ para estruturas de geometria Diamond, e entre 0,04261 MJ/m³ e 0,21135 MJ/m³ para estruturas de geometria S. Além disso, as estruturas celulares de LMF CuAlMn apresentaram menores deformações residuais e níveis de força cerca de 10 vezes superiores a uma deformação máxima de 5%, quando comparadas a estruturas celulares fabricadas de alumínio. Assim, foi demonstrado que a fundição de precisão rápida é uma técnica viável para o reprocessamento de LMF CuAlMn, possibilitando a obtenção de componentes mecânicos com propriedades mecânicas satisfatórias, mantendo as características desejáveis das LMF CuAlMn.
Abstract: Shape Memory Alloys (SMA) based on CuAlMn are alternatives to NiTi SMAs due to their lower cost, higher ductility, cold workability, and potential for diverse industrial applications. A direct application of superelastic CuAlMn SMAs is in cellular structures, which exhibit excellent energy absorption capacity and functional performance. These materials have attracted significant interest across various sectors, including automotive, transportation, naval, aerospace, and sports industries. Additionally, rapid precision casting is a modern and efficient alternative for manufacturing complex SMA components, enabling high precision, material reutilization, and satisfactory mechanical performance.In this context, the main objective of this work is to study a superelastic CuAlMn SMA, analyzing its reprocessing and the fabrication of cellular structures with Diamond and S geometries using the rapid precision casting technique. The CuAlMn SMA was manufactured in an open induction furnace without a protective atmosphere. The results showed that reprocessing CuAlMn SMA through rapid precision casting slightly altered the phase transformation and mechanical properties of the alloy. All fabricated components exhibited superelasticity at room temperature. Compression tests demonstrated that the performance of cellular structures is highly dependent on relative density and unit cell geometry. Structures with higher relative density required greater force levels to achieve a specific strain. The dissipated energy varied according to the test temperature, ranging from 0.14782 MJ/m³ to 0.75014 MJ/m³ for Diamond geometry structures and from 0.04261 MJ/m³ to 0.21135 MJ/m³ for S geometry structures.Furthermore, CuAlMn SMA cellular structures exhibited lower residual strains and force levels approximately 10 times higher at a maximum strain of 5% when compared to aluminum cellular structures. Thus, it was demonstrated that rapid precision casting is a viable technique for reprocessing CuAlMn SMAs, enabling the production of mechanical components with satisfactory mechanical properties while maintaining the desirable characteristics of CuAlMn SMAs.
Palavras-chave: Engenharia mecânica
Ligas com memória de forma
Ligas CuAlMn
Fundição de precisão rápida
Estruturas celulares
Energia dissipada
Shape memory alloys
CuAlMn SMA
Rapid investment casting
Cellular structure
Energy dissipated
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Mecânica
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/36070
Data do documento: 28-Jan-2025
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
RailsonDeMedeirosNóbregaAlves_Tese.pdf13,93 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons