Ensaio de tração ASTM F2516 de materiais de níquel-titânio superelásticos (nitinol)
ASTM F2516 especifica o método de teste padrão para avaliar as propriedades de tração de materiais superelásticos de níquel-titânio (Nitinol). Diferentemente dos materiais convencionais, o Nitinol exibe um comportamento único - sua estrutura muda em resposta a alterações de temperatura e quando se aplica estresse mecânico.
Isso resulta em perfis distintos de tensão-deformação durante o carregamento e descarregamento. Para capturar adequadamente esse comportamento, a ASTM F2516 mede tanto a resistência do platô superior quanto a do inferior, em vez de uma única resistência ao escoamento.
O teste envolve esticar o material em tração até 6% de deformação, descarregá-lo para um valor inferior a 7MPa e, em seguida, puxá-lo até a falha - fornecendo uma visão abrangente de seu desempenho mecânico.
PARA QUE O NITINOL É USADO?
As propriedades únicas do Nitinol o tornam inestimável no campo biomédico. É comumente usado para fabricar stents, arcos dentários, fios-guia de cateter, dispositivos de fixação de fraturas e pinças de biópsia.
Uma das características mais notáveis do Nitinol é sua memória de forma: quando formado a uma temperatura específica, ele "lembra" dessa forma. Se resfriado, pode ser remodelado, mas uma vez reaquecido à sua temperatura original, retorna automaticamente à sua forma inicial. Esse comportamento é especialmente útil no design de stents. Stents feitos de Nitinol podem ser compactados para fácil entrega através dos vasos sanguíneos e depois expandir para sua forma cilíndrica pretendida uma vez que atingem a temperatura corporal.
O Nitinol também é amplamente utilizado em ortodontia. Aparelhos feitos com fio de Nitinol gradualmente deslocam os dentes para o alinhamento usando o calor da boca para ativar o efeito de memória do fio. Diferentemente dos aparelhos tradicionais, os fios de Nitinol mantêm pressão consistente e requerem menos ajustes, melhorando o conforto do paciente e a eficiência do tratamento.
CONFIGURAÇÃO DO TESTE
A ASTM F2516 é tipicamente conduzida usando estruturas de teste de coluna dupla, como os sistemas universais de teste da Série 6800 da Instron, que oferecem a precisão e o controle necessários para materiais superelásticos. Uma célula de carga de 5 kN é geralmente adequada para a maioria das amostras de Nitinol.
Um método de teste ASTM F2516 pré-configurado está disponível no Módulo de Aplicações Biomédicas do Bluehill Universal e requer o módulo TestProfiler para executar a sequência de teste completa.
| Configuração de teste ASTM F2516 | |
|---|---|
| 1) | Sistema universal de teste série 6800 |
| 2) | Software Bluehill Universal |
| 3) | Célula de carga série 2580 |
| 4) | Garras pneumáticas para cordas e fios 2714-005 |
GARRAS E ACESSÓRIOS
A seleção de garras para testes ASTM F2516 depende do diâmetro da amostra. Garras pneumáticas para cordas e fios são ideais para diâmetros menores, oferecendo fixação segura e suave. Para amostras maiores, garras pneumáticas de ação lateral com faces serrilhadas fornecem uma força de fixação consistente durante todo o teste para evitar deslizamentos.
Modelo de 1 kN | Nº de Catálogo 2712-041
MEDIÇÃO DE DEFORMAÇÃO
A medição de deformação em testes ASTM F2516 depende do diâmetro do fio de Nitinol. Para amostras de 0,2 mm ou menores, a deformação pode ser medida com precisão usando o deslocamento do cabeçote. Para fios maiores que 0,2 mm, é necessário um extensômetro Classe C. As opções populares incluem o extensômetro de contato automático AutoX750 da Instron e o extensômetro de vídeo avançado AVE3, já que dispositivos clip-on tradicionais podem introduzir erros devido ao seu peso e interação com amostras delicadas.
Além disso, o diâmetro da amostra e o comprimento de referência determinam a velocidade de teste apropriada. Para simplificar a configuração, o Expression Builder no Bluehill Universal pode ser usado para ajustar automaticamente a velocidade de teste com base nos parâmetros da amostra para cumprir a norma.
O controle de temperatura também é crítico. Os testes devem ser conduzidos a uma temperatura pelo menos 5°C acima da temperatura de transformação de acabamento austenítico do material para garantir que o Nitinol esteja totalmente em sua fase austenítica. Testes abaixo desse limite podem resultar em transformação parcial de fase, comprometendo a precisão dos resultados.
6800 Series Premier Testing Systems Brochure
Instron 6800 Series Universal Testing Systems provide unparalleled accuracy and reliability. Built on a patent-pending Operator Protect system architecture with an all-new Smart-Close Air Kit and Collision Mitigation features, the 6800 Series makes materials testing simpler, smarter, and safer than ever before.
Série 3400 – Soluções de teste acessíveis
Sistemas de teste universal Instron série 3400 para testes de tração, compressão, curvatura e outros testes de propriedades de materiais.
Brochura do Bluehill Universal
O Bluehill Universal é o software de teste de materiais avançado da Instron, projetado para interação tátil intuitiva e fluxos de trabalho simplificados. Ele oferece métodos de teste pré-carregados, QuickTest para configuração rápida, exportação de dados aprimorada e Instron Connect para comunicação direta com o serviço. Os usuários do Bluehill 2 e do Bluehill 3 podem atualizar facilmente para a versão mais recente para melhor desempenho e usabilidade
TestProfiler Module Data Sheet
The TestProfiler module in Bluehill® 3 Software contains functionality that helps design engineers perform faster, precise design validation, allowing companies to dramatically reduce the time to market for new products. Also ideal for performing component quality testing commonly used with customers testing foam and spring, and for performing proof-loading tests.
2714-005 Pneumatic Cord and Yarn Grips
Pneumatic cord and yarn grips provide a convenient method for clamping fiber, cord, yarns and fine wires to reduce the problem associated with testing these materials. Rated capacity 1 kN.
AVE3 Advanced Video Extensometer
The AVE3 Advanced Video Extensometer offers precision strain measurement for tensile, compression, and bend tests without the need for multiple clip-on devices.
Automatic Contacting Extensometer – Model AutoX 750
The AutoX 750 is a high-resolution, long-travel automatic contacting extensometer. It can be mounted onto any electromechanical 3300, 3400, 5500, 5900, or 6800 Series tabletop or floor model system as well as LX, DX, HDX, and KPX static hydraulic testing systems. It is well suited for applications involving plastics, metals, biomedical, composites, elastomers, and more. The AutoX has a maximum travel of 750 mm and accuracy of ± 1 µm.
