Nitinol

NITINOL “EL MATERIAL DEL FUTURO”
LUZ STELLA BRAVO MOLINA

Pontificia Universidad Javeriana
Bogotá – Colombia
luz.bravo@javeriana.com.co

Resumen
Se realizó una revisión bibliográfica acerca de las características que presenta el NiTinol como el material con memoria de forma y su explicación microestrucutral del por qué de su comportamiento.

Palabras clave: Martensita, Austenita,Cizalladura y Diagrama de fase Ni-Ti.

INTRODUCCIÓN

A través de la búsqueda científica en revistas, libros y demás, el presente artículo muestra las propiedades de la aleación Ni-Ti, la composición química que le permite a ella ser una aleación de última generación, el proceso de trasformación metalúrgica y la aplicación de ésta en la Ingeniería Civil.

Según lo consigna (Duerig, Pelton, &Stöckel, 1999), la existencia de dos aleaciones con memoria de forma (Cu-Zn y Au-Cd) se encuentran desde hace varios años atrás, aunque de ellas, hay poca evidencia o información. Sin embargo, en el año 1962 (Gómez López & Díaz del Castillo, 2011), se descubrió la aleación con mejor memoria de forma entre dos metales Ni y Ti, denominada por William Buehler y Frederick Wang, como NiTinol, acrónimo deNiquel-Titanium Naval Ordnance Laboratory (Niquel Titanio Laboratorio De Artillería Naval).

La aleación Ni-Ti es una de las aleaciones con memoria de forma de mayor utilización hoy en día, junto a las de base cobre. Éstas cuando se encuentran en frio, es decir, por debajo de su temperatura de transformación, tienen un límite elástico muy bajo y se puede deformar con bastante facilidad encualquier forma nueva, a la cual se mantendrá (ver Ilustración 1). Sin embargo, cuando el material se calienta por encima de su temperatura de transformación experimenta un cambio en la estructura de cristal que hace que se vuelva a su forma original (Gómez López & Díaz del Castillo, 2011).


Ilustración . Proceso de transformación del metal (MuscleWires.com, s. f.).
El NiTi presenta todas laspropiedades típicas en las Aleaciones con memoria de forma o SMA (Gómez López & Díaz del Castillo, 2011):

Transformación martensítica termoelástica.
Memoria de forma simple.
Memoria de forma doble.
Superelasticidad.
Pseudoelasticidad.
Capacidad de amortiguamiento.
METODOLOGÍA
Diagrama de fases de la aleación Ni-Ti
En la Ilustración 2, se observa el diagrama de fase simple que muestra la fasedonde la aleación de memoria Ni-Ti se puede encontrar, limitado por las líneas de composición, que van de los 43 a 52% en peso de Ni y temperaturas desde los 25° a 1300 °C (Gómez López & Díaz del Castillo, 2011).

Ilustración . Diagrama de equilibro de la aleación Ni-Ti (Universidad de Málaga, s. f.).
Al realizar una ampliación de la zona anteriormente predicha (fase ), se observa que pordebajo de la temperatura ambiente (línea punteada), Ilustración 3, la aleación de Ni-Ti se convierte en un compuesto intermetálico próximo a la composición equiatómica. Además, se puede observar que el compuesto NiTi posee un rango de equilibrio muy estrecho, y no se mantiene a temperatura ambiente, luego es fácil que aparezcan precipitados de otras fases como Ni3Ti, NiTi2 y Ni3Ti4 que no presentanla transformación martensítica termoelástica. La microestructura de las aleaciones NiTi equiatómicas se caracteriza entonces por una matriz de NiTi con precipitados dentro de ella (Gómez López & Díaz del Castillo, 2011).
Ilustración . Diagrama de fase de las aleaciones NiTi centrado en las composiciones equiatómicas (Gómez López & Díaz del Castillo, 2011).
Dentro del rango de composiciones en elcual, el compuesto NiTi existe a temperatura ambiente, la temperatura Ms (temperatura que marca el comienzo de aparición de la martensita) depende fuertemente de la composición química del material (Ilustración 4). La dependencia de Ms según la composición tiene importantes consecuencias prácticas. Se exige un control de composición muy preciso cuando se funden las aleaciones. Dependiendo del...