BR112015009882B1

BR112015009882B1 - processos para produzir um produto laminado de níquel-titânio

Info

Publication number: BR112015009882B1
Application number: BR112015009882A
Authority: BR
Inventors: Van Doren Brian; Wissman Joseph; Schlegel Scott
Original assignee: Ati Properties Llc; Ati Properties Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2019-10-22
Also published as: JP6622761B2; TW201718895A; WO2014189580A9; HK1245357A1; BR112015009882A2; AU2019222883B2; KR102054539B1; KR20150130959A; EP2971202B1; IL237934B; MX2015003057A; MX370054B; WO2014189580A3; JP2016512287A; CN107761026A; CR20150168A; RU2015109740A; NZ706103A; TWI619816B; ES2714095T3

Abstract

resumo processamento termomecânico de ligas de níquel-titânio processos para a produção de produtos de laminação de níquel-titânio são revelados. uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio é trabalhada a frio em uma temperatura menor que 500?c. a peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio é prensada isostaticamente a quente (hiped).

Description

“PROCESSOS PARA PRODUZIR UM PRODUTO LAMINADO DE NÍQUELTITÂNIO”

CAMPO TÉCNICO [001]Este relatório descritivo é direcionado a processos para produzir produtos laminados de liga de níquel-titânio e para os produtos laminados produzidos pelos processos descritos neste relatório descritivo.

FUNDAMENTO [002]Ligas de níquel-titânio equiatômicas e quase equiatômicas possuem as propriedades de “memória de forma” e “superelástica”. Mais especificamente, estas ligas, que são comumente referidas como ligas “Nitinol”, são conhecidas por sofrer uma transformação martensítica de uma fase parente (comumente referida como a fase austenita) para pelo menos uma fase martensita no resfriamento a uma temperatura abaixo da temperatura de início de martensita (“Ms“) da liga. Essa transformação é completa na refrigeração para temperatura final de martensita (“Mf“) da liga. Além disso, a transformação é reversível quando o material é aquecido a uma temperatura acima de sua temperatura final de austenita (“Af“).

[003]Essa transformação martensítica reversível dá origem às propriedades de memória de forma das ligas. Por exemplo, uma liga de memória de forma de níquel-titânio pode ser formada em uma primeira forma enquanto na fase austenita (ou seja, a uma temperatura acima da Af da liga), posteriormente resfriada a uma temperatura abaixo de Mf, e deformada em uma segunda forma. Desde que o material permaneça abaixo da temperatura inicial da austenita (“As“) da liga (isto é, a temperatura na qual a transição para austenita começa), a liga irá reter a segunda forma. No entanto, se a liga de memória de forma é aquecida a uma temperatura acima da Af, a liga irá reverter de volta à primeira forma se não fisicamente restrita, ou quando restrita pode exercer uma tensão em cima de outro artigo. Tensões recuperáveis de até 8% são geralmente realizáveis com ligas de níquel-titânio devido

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 19/59

2/35 à transição de termicamente induzida austenita-para-martensita reversível e, portanto, o termo “memória de forma”.

[004]A transformação entre as fases austenita e martensita também dá origem às propriedades “pseudoelásticas” ou “superelásticas” das ligas de níqueltitânio de memória de forma. Quando uma liga de níquel-titânio de memória de forma é forçada a uma temperatura acima da Af da liga, mas abaixo da chamada temperatura de deformação de martensita (“Md“), a liga pode sofrer uma transformação induzida por estresse da fase austenita para a fase martensita. A Md, portanto, é definida como a temperatura acima da qual martensita não pode ser induzida por tensão. Quando uma tensão é aplicada a uma liga de níquel-titânio em uma temperatura entre Af e Md, após uma pequena deformação elástica, a liga rende à tensão aplicada através de uma transformação de austenita para martensita. Essa transformação, combinada com a capacidade da fase martensita a deformar-se sob a tensão aplicada pelo movimento dos limites geminados sem a geração de deslocamentos, permite que uma liga de níquel-titânio absorva uma grande quantidade de energia de tensão por deformação elástica sem deformação plástica (ou seja, permanentemente). Quando a tensão é removida, a liga é capaz de reverter de volta para sua condição sem tensão e, portanto, o termo “pseudoelástica”. Tensões recuperáveis de até 8% são geralmente realizáveis com ligas de níquel-titânio devido à transição de induzida por tensão de austenita-paramartensita reversível e, portanto, o termo “superelástica”. Assim, ligas de níqueltitânio superelásticas macroscopicamente parecem ser muito elásticas em relação a outras ligas. Os termos “pseudoelástica” e “superelásticas” são sinônimos quando usados em conexão com ligas de níquel-titânio, e o termo “superelástico” é usado neste relatório descritivo.

[005]A capacidade de fazer uso comercial das propriedades únicas de ligas de níquel-titânio com memória de forma e superelásticas é em parte dependente das

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 20/59

3/35 temperaturas em que estas transformações ocorrem, ou seja, a As, Af, Ms, Mf, e Md da liga. Por exemplo, em aplicações como stents vasculares, filtros vasculares e outros dispositivos médicos, é geralmente importante que ligas de níquel-titânio apresentem propriedades superelásticas dentro do intervalo de temperaturas in vivo, ou seja, Af < ~37°C < Md. Foi observado que as temperaturas de transformação de ligas de níquel-titânio são altamente dependentes da composição. Por exemplo, foi observado que as temperaturas de transformação de ligas de níquel-titânio podem mudar mais de 100 K para uma mudança de porcentagem atômica de 1 na composição das ligas.

[006]Além disso, várias aplicações de ligas de níquel-titânio, como, por exemplo, atuadores e stents implantáveis e outros dispositivos médicos, podem ser consideradas para serem críticas de fadiga. Fadiga refere-se ao dano estrutural localizado e progressivo que ocorre quando um material é submetido ao carregamento cíclico. O carregamento e descarregamento repetitivo causa a formação de fissuras microscópicas que podem aumentar de tamanho à medida que um material é novamente sujeito ao carregamento cíclico nos níveis de tensão bem abaixo da força de rendimento, ou limite elástico do material. Fissuras de fadiga podem, eventualmente, atingir um tamanho crítico, resultando em falha repentina de um material submetido ao carregamento cíclico. Foi observado que as fissuras de fadiga tendem a se iniciar em inclusões não metálicas e outras segundas fases em ligas de níquel-titânio. Nesse sentido, várias aplicações de ligas de níquel-titânio, como, por exemplo, atuadores, stents implantáveis, e outros dispositivos críticos de fadigas, podem ser consideradas para serem inclusas e críticas de segunda fase.

SUMÁRIO [007]Em uma modalidade não limitante, um processo para a produção de um produto laminado de liga de níquel-titânio compreende trabalho a frio em uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio, a uma temperatura menor que 500°C, e pressão

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 21/59

4/35 isostática quente (HIP’ing) da peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio.

[008]Em outra modalidade não limitante, um processo para a produção de um produto laminado de liga de níquel-titânio compreende trabalho a quente em uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma temperatura maior ou igual a 500°C e trabalhando a frio a peça de liga de níquel titânio trabalhada a quente em uma temperatura inferior a 500°C. A peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio é prensada isostaticamente a quente (HIP'ed) por pelo menos 0,25 hora em um forno HIP operando a uma temperatura no intervalo de 700°C a 1000°C e uma pressão no intervalo de 3.000 psi a 25.000 psi.

[009]Em outra modalidade não limitante, um processo para a produção de produto laminado de liga de níquel-titânio compreende trabalho a quente em uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma temperatura maior ou igual a 500°C para produzir um tarugo de liga de níquel titânio. O tarugo de liga de níqueltitânio é laminado a quente em uma temperatura maior ou igual a 500°C para produzir uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio. A peça de trabalho de liga de níquel-titânio é estirada a frio a uma temperatura menor que 500°C para produzir uma barra de liga de níquel-titânio. A barra de liga de níquel-titânio trabalhada a frio é prensada isostaticamente a quente por pelo menos 0,25 hora em um forno HIP operando a uma temperatura no intervalo de 700°C a 1000°C e uma pressão no intervalo de 3.000 psi a 25.000 psi.

[010]Entende-se que a invenção revelada e descrita neste relatório descritivo não é limitada para as modalidades sumarizadas nesse Sumário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [011]Vários recursos e características das modalidades não limitantes e não exaustivas reveladas e descritas neste relatório descritivo podem ser mais bem compreendidas com referência às figuras anexas, em que:

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 22/59

5/35 [012]A Figura 1 é um diagrama de equilíbrio de fase para as ligas de níqueltitânio binárias;

[013]As Figuras 2A e 2B são diagramas esquemáticos ilustrando o efeito de trabalhar em inclusões não metálicas e porosidade na microestrutura da liga de níquel-titânio;

[014]A Figura 3 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (SEM) (ampliação de x 500 no modo de elétron retroespalhado) mostrando inclusões não metálicas e porosidade associada em uma liga de níquel-titânio;

[015]As Figuras 4A-4G são imagens de microscopia eletrônica de varredura (ampliação de x 500 no modo de elétron retroespalhado) de ligas de níquel-titânio processadas de acordo com modalidades descritas neste relatório descritivo;

[016]As Figuras 5A-5G são imagens de microscopia eletrônica de varredura (ampliação de x 500 no modo de elétron retroespalhado) de ligas de níquel-titânio processadas de acordo com modalidades descritas neste relatório descritivo;

[017]As Figuras 6A-6H são imagens de microscopia eletrônica de varredura (ampliação de x 500 no modo de elétron retroespalhado) de ligas de níquel-titânio processadas de acordo com modalidades descritas neste relatório descritivo;

[018]As Figuras 7A-7G são imagens de microscopia eletrônica de varredura (ampliação de x 500 no modo de elétron retroespalhado) de ligas de níquel-titânio processadas de acordo com modalidades descritas neste relatório descritivo; e [019]As Figuras 8A-E são imagens de microscopia eletrônica de varredura (ampliação de x 500 no modo de elétron retroespalhado) de ligas de níquel-titânio processadas de acordo com modalidades descritas neste relatório descritivo.

[020]O leitor irá apreciar os detalhes acima mencionados, bem como os outros, ao considerar a seguinte descrição detalhada de várias modalidades não limitantes e não exaustivas de acordo com este relatório descritivo.

DESCRIÇÃO

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 23/59

6/35 [021]Várias modalidades são descritas e ilustradas neste relatório descritivo para fornecer uma compreensão geral da função, operação e implementação dos processos revelados para a produção de produtos laminado de liga de níquel-titânio. Entende-se que as várias modalidades descritas e ilustradas neste relatório descritivo são não limitantes e não exaustivas. Assim, a invenção não é necessariamente limitada pela descrição das várias modalidades não limitantes e não exaustivas reveladas neste relatório descritivo. Os recursos e características ilustrados e/ou descritos em conexão com várias modalidades podem ser combinados com os recursos e características de outras modalidades. Essas modificações e variações destinam-se a ser incluídas dentro do escopo deste relatório descritivo. Como tal, as reivindicações podem ser alteradas para recitar quaisquer recursos e características expressamente ou inerentemente descritos, ou de outra forma expressamente ou inerentemente suportados por este relatório descritivo. Além disso, os depositantes reservam o direito de aperfeiçoar as reivindicações para afirmativamente assumir recursos ou características que podem estar presentes na técnica anterior. Portanto, essas modificações cumprem os requisitos de 35 U.S.C §§ 112(a) e 132(a). As várias modalidades reveladas e descritas neste relatório descritivo podem compreender, consistir em, ou consistir essencialmente nos recursos e características tão variadamente descritos neste relatório descritivo.

[022]Também, qualquer intervalo numérico recitado neste relatório descritivo destina-se a incluir todos os subintervalos de mesma precisão numérica assumidos dentro do intervalo recitado. Por exemplo, um intervalo de “1,0 a 10,0” destina-se a incluir todos os subintervalos entre (e incluindo) o valor mínimo recitado de 1,0 e valor máximo recitado de 10,0, ou seja, com um valor mínimo igual ou maior que 1,0 e um valor máximo igual ou menor que 10,0, como, por exemplo, 2,4 a 7,6. Qualquer limitação numérica máxima recitada neste relatório descritivo destina-se a incluir

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 24/59

7/35 todas as limitações numéricas inferiores subsumidas nestas e qualquer limitação numérica mínima recitada neste relatório descritivo destina-se a incluir todas as limitações numéricas maiores subsumidas nestas. Nesse sentido, o Depositante reserva o direito de aperfeiçoar este relatório descritivo, incluindo as reivindicações, para expressamente recitar qualquer subintervalo subsumido dentro dos intervalos expressamente recitados aqui. Todos esses intervalos são destinados a ser inerentemente descritos neste relatório descritivo, de forma que aperfeiçoa para recitar expressamente quaisquer subintervalos que cumpram os requisitos de 35 U.S.C §§ 112(a) e 132(a).

[023]Qualquer patente, publicação ou outro material de revelação identificado aqui é incorporado como referência neste relatório descritivo em sua totalidade, salvo se indicado de outra forma, mas somente na medida em que o material incorporado não entra em conflito com as descrições, definições, declarações existentes ou outro material de revelação expressamente estabelecido neste relatório descritivo. Como tal, e na medida do necessário, a revelação expressa conforme definido na presente especificação substitui qualquer material conflitante incorporado como referência aqui. Qualquer material, ou parte deste, que é dito para ser incorporado como referência neste relatório descritivo, mas que entra em conflito com as definições, declarações existentes ou outro material de revelação estabelecido, só é incorporado na medida em que não há conflito entre o material incorporado e o material de revelação existente. Os depositantes reservam o direito de aperfeiçoar este relatório descritivo para expressamente recitar qualquer assunto, ou parte deste, incorporado como referência aqui.

[024]Os artigos gramaticais “um”, “uma”, “o” e “a”, como usados neste relatório descritivo, destinam-se a incluir “pelo menos um” ou “um ou mais”, salvo se indicado o contrário. Assim, os artigos são usados neste relatório descritivo para se referir a um ou mais de um (ou seja, para “pelo menos um”) dos objetos gramaticais

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 25/59

8/35 do artigo. A título de exemplo, “um componente” significa um ou mais componentes, e assim, possivelmente, mais de um componente é contemplado e pode ser empregado ou usado em uma implementação das modalidades descritas. Além disso, o uso de um substantivo singular inclui o plural, e o uso de um substantivo no plural inclui o singular, salvo se o contexto do uso requerer o contrário.

[025]Várias modalidades descritas neste relatório descritivo são direcionadas para processos para produzir um produto laminado de liga de níquel-titânio com microestrutura melhorada como, por exemplo, tamanho e fração de área reduzidos e inclusões não metálicas e porosidade. Como usado aqui, o termo “produto laminado” refere-se aos artigos de liga produzidos pelo processamento termomecânico de lingotes de liga. Produtos laminados incluem, entre outros, tarugos, barras, hastes, fios, tubos, lajes, placas, chapas e folhas. Além disso, como usado aqui, o termo “liga de níquel-titânio” refere-se a composições compreendendo pelo menos 35% de titânio e pelo menos 45% de níquel com base no peso total da composição da liga. Em várias modalidades, os processos descritos neste relatório descritivo são aplicáveis às ligas de níquel-titânio quase equiatômicas. Como usado aqui, o termo “liga de níquel-titânio quase equiatômica” refere-se às ligas compreendendo 45,0 por cento atômico para 55,0 por cento atômico de níquel, titânio de equilíbrio e impurezas residuais. Ligas de níquel-titânio quase equiatômicas incluem ligas de níquel-titânio binárias equiatômicas constituídas essencialmente em 50% de níquel e 50% de titânio, em uma base atômica.

[026]Produtos laminados de liga de níquel-titânio podem ser preparados de processos que compreendem, por exemplo: formular a química da liga usando uma técnica de fusão, tal como fusão por indução de vácuo (VIM) e/ou refundição de arco de vácuo (VAR); fundir um lingote de liga de níquel-titânio; forjar o lingote fundido em um tarugo; trabalhar a quente o tarugo até uma forma de estoque de laminação; trabalhar a frio (com recozimentos intermediários opcionais) a forma de estoque de

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 26/59

9/35 laminação até uma forma de produto laminado; e recozer na laminação a forma de produto laminado para produzir um produto final laminado. Esses processos podem produzir produtos laminados que têm características microestruturais variáveis como microlimpeza. Como usado aqui, o termo “microlimpeza” refere-se à inclusão não metálica e características de porosidade de uma liga de níquel-titânio, conforme definido na seção 9.2 de ASTM F 2063 - 12: Standard Specification for Wrought Nickel-Titanium Shape Memory Alloys for Medical Devices and Surgical Implants, que é incorporado como referência neste relatório descritivo. Para os produtores de produtos laminados de liga de níquel-titânio, pode ser comercialmente importante produzir produtos laminados de liga de níquel-titânio que consistentemente atendem à microlimpeza e outros requisitos padrões de indústria como a especificação ASTM F 2063 - 12.

[027]Os processos descritos neste relatório descritivo compreendem trabalho a frio em uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio a uma temperatura menor que 500°C, e pressão isostática quente da peça de trabalho de liga de níqueltitânio trabalhada a frio. O trabalho a frio reduz o tamanho e a fração de área de inclusões não metálicas na peça de trabalho de liga de níquel-titânio. A prensagem isostática a quente reduz ou elimina a porosidade da peça de trabalho de liga de níquel-titânio.

[028]Em geral, o termo “trabalhar a frio” refere-se a trabalhar uma liga a uma temperatura abaixo daquela em que a tensão de fluxo do material é significativamente diminuída. Como usado aqui em conexão com os processos revelados, “trabalhando frio”, “trabalhado a frio,” “formando a frio”, “laminando a frio” e termos afins (ou “frio” utilizado no contexto com uma determinada técnica de trabalho ou formação, por exemplo, “estirada a frio”) referem-se ao trabalho ou o estado de ter sido trabalhado, como o caso pode ser, a uma temperatura inferior a 500°C. Operações de trabalho a frio podem ser realizadas quando a temperatura

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 27/59

10/35 interna e/ou da superfície de uma peça é menor que 500°C. Operações de trabalho a frio podem ser realizadas em qualquer temperatura menor que 500°C, como, por exemplo, menor que 400°C, menor que 300°C, menor que 200°C , ou menor que 100°C. Em várias modalidades, as operações de trabalho a frio podem ser realizadas em temperatura ambiente. Em uma determinada operação de trabalho a frio, a temperatura interna e/ou de superfície de uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio pode aumentar acima de um limite especificado (por exemplo, 500°C ou 100°C) durante o trabalho devido ao aquecimento adiabático; no entanto, para fins dos processos descritos neste relatório descritivo, a operação ainda é uma operação de trabalho a frio.

[029]Em geral, prensa isostática quente (HIP ou HIP’ing) refere-se à aplicação isostática (ou seja, uniforme) de uma alta pressão e gás de alta temperatura, como, por exemplo, argônio, para as superfícies externas de uma peça em um forno HIP. Como usado aqui em conexão com os processos revelados, “prensa isostática quente”, “prensado isostaticamente quente”, e termos afins ou acrônimos referem-se à aplicação isostática de gás de alta pressão e alta temperatura para uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma condição de trabalhada a frio. Em várias modalidades, uma peça de trabalho de liga de níqueltitânio pode ser prensada isostaticamente a quente em um forno HIP operando a uma temperatura no intervalo de 700°C a 1000°C e uma pressão no intervalo de 3.000 psi a 25.000 psi. Em algumas modalidades, uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio pode ser prensada isostaticamente a quente em um forno HIP operando a uma temperatura no intervalo de 750°C a 950°C, 800°C a 950°C, 800°C a 900°C, ou 850°C a 900°C; e à pressão no intervalo de 7.500 psi a 50.000 psi, 10.000 psi a 45.000 psi, 10.000 psi a 25.000 psi, 10.000 psi a 20.000 psi, 10.000 psi a 17.000 psi, 12.000 psi a 17.000 psi, ou 12.000 psi a 15.000 psi. Em várias modalidades, uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio pode ser prensada

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 28/59

11/35 isostaticamente a quente em um forno HIP por pelo menos 0,25 hora, e em algumas modalidades, por pelo menos 0,5 hora, 0,75 hora. 1,0 hora, 1,5 horas, ou pelo menos 2,0 horas, em temperatura e pressão.

[030]Como usado aqui, o termo “inclusões não metálicas” refere-se às fases secundárias em uma matriz metálica NiTi compreendendo constituintes não metálicos como átomos de carbono e/ou oxigênio. Inclusões não metálicas incluem inclusões não metálicas de óxido de Ti4Ni2Ox e carboneto de titânio (TiC) e/ou inclusões não metálicas de oxicarboneto de titânio (Ti(C,O)). Inclusões não metálicas não incluem fases intermetálicas discretas, como, Ni4Ti3, Ni3Ti2, Ni3Ti, e Ti2Ni, que também pode se formar em ligas de níquel-titânio quase equiatômicas.

[031]Uma liga de níquel-titânio equiatômica constituída essencialmente por 50% de níquel e 50% de titânio, em uma base atômica (aproximadamente 55% Ni, 45% Ti, por peso), tem uma fase austenita constituída essencialmente por uma estrutura cúbica de NiTi B2 (ou seja, uma estrutura do tipo de cloreto de césio). As transformações martensíticas associadas com o efeito de memória de forma e superelasticidade são livres de difusão, e a fase de martensita tem uma estrutura cristalina monoclínica B19'. O campo da fase NiTi é muito estreito e essencialmente corresponde ao níquel-titânio equiatômico em temperaturas abaixo de cerca de 650°C. Ver Figura 1. O limite do campo da fase NiTi no lado rico em Ti é essencialmente vertical da temperatura ambiente até cerca de 600°C. O limite do campo de fase NiTi no lado rico em Ni diminui com a temperatura decrescente, e a solubilidade de níquel em B2 NiTi é insignificante em cerca de 600°C e abaixo. Portanto, ligas de níquel-titânio quase equiatômicas geralmente contêm segundas fases intermetálicas (por exemplo, NÍ4TÍ3, NÍ3TÍ2, Ni3Ti e Ti2Ni), a identidade química da qual depende se uma liga de níquel-titânio quase equiatômica é rica em Ti ou rica em Ni.

[032]Como descrito anteriormente, lingotes de liga de níquel-titânio podem

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 29/59

12/35 ser moldados a partir de liga derretida fundida usando fusão por indução de vácuo (VIM). Um material de entrada de titânio e um material de entrada de níquel podem ser colocados em um cadinho de grafite em um forno VIM e fundido para produzir a liga de níquel-titânio fundida. Durante a fusão, o carbono do cadinho de grafite pode dissolver-se na liga fundida. Durante a moldagem de um lingote de liga de níqueltitânio, o carbono pode reagir com a liga fundida para produzir partículas de carboneto de titânio cúbico (TiC) e/ou de oxicarboneto de titânio cúbico (Ti(C,O)) que formam inclusões não metálicas no lingote moldado. Lingotes VIM geralmente contém 100-800 ppm de carbono por peso e 100-400 ppm de oxigênio por peso, que pode produzir inclusões não metálicas relativamente grandes na matriz de liga de níquel-titânio.

[033]Lingotes de ligas de níquel-titânio também podem ser produzidos a partir de liga fundida derretida usando refundição de arco de vácuo (VAR). A este respeito, o termo VAR pode ser um nome impróprio porque o material de entrada de titânio e o material de entrada de níquel pode ser fundido junto para formar a composição de liga em primeira instância em um forno VAR, caso em que a operação pode ser mais precisamente denominada fusão de arco de vácuo. Para consistência, os termos “refundição de arco de vácuo” e “VAR” são usados neste relatório descritivo para se referir à refundição da liga e fusão inicial da liga de materiais de entrada elementares ou outros materiais de alimentos, conforme o caso pode ser em uma determinada operação.

[034]Um material de entrada de titânio e um material de entrada de níquel podem ser usados para formar mecanicamente um eletrodo que é refundido de arco de vácuo em um cadinho de cobre resfriado em água em um forno VAR. O uso de um cadinho de cobre resfriado em água pode reduzir significativamente o nível de recolhimento de carbono em relação à liga de níquel-titânio fundida usando VIM, que requer um cadinho de grafite. Lingotes VAR podem geralmente conter menos de 100

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 30/59

13/35 ppm de carbono por peso, que significativamente reduz ou elimina a formação de inclusões não metálicas de carboneto de titânio (TiC) e/ou oxicarboneto de titânio (Ti(C,O)). No entanto, lingotes VAR geralmente podem conter 100-400 ppm de oxigênio por peso quando produzidos a partir de material de entrada de esponja de titânio, por exemplo. O oxigênio pode reagir com a liga fundida para produzir inclusões não metálicas de óxido de Ti4Ni2Ox, que têm quase a mesma estrutura cúbica (grupo espacial Fd3m) de uma segunda fase intermetálica Ti2Ni geralmente presente em ligas de níquel-titânio quase equiatômicas ricas em Ti, por exemplo. Estas inclusões de óxido não metálicas foram observadas em lingotes VAR de alta pureza fundidos com barra de cristal de titânio reduzido com iodeto com pouco oxigênio (<60 ppm por peso).

[035]Lingotes de liga de níquel-titânio moldados e artigos formados a partir de lingotes podem conter inclusões não metálicas relativamente grandes na matriz de liga de níquel-titânio. Estas partículas de inclusão não metálicas grandes podem afetar adversamente a vida de fadiga e qualidade de superfície de artigos de liga de níquel-titânio, particularmente artigos de liga de níquel-titânio quase equiatômicas. Na verdade, as especificações do padrão da indústria colocam limites estritos da fração de tamanho e área de inclusões não metálicas em ligas de níquel-titânio destinadas ao uso em aplicações críticas de qualidade de superfície e críticas de fadiga como, por exemplo, atuadores, stents implantáveis e outros dispositivos médicos. Ver ASTM F 2063 - 12: Standard Specification for Wrought Nickel-Titanium Shape Memory Alloys for Medical Devices and Surgical Implants, que é incorporado como referência neste relatório descritivo. Portanto, pode ser importante minimizar a fração de tamanho e área de inclusões não metálicas em produtos laminados de liga de níquel-titânio.

[036]As inclusões não metálicas que se formam em ligas de níquel-titânio moldadas são geralmente friáveis e rompem e se movem durante o trabalho do

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 31/59

14/35 material. O rompimento, alongamento e movimento das inclusões não metálicas durante operações de trabalho diminui o tamanho das inclusões não metálicas em ligas de níquel-titânio. No entanto, o rompimento e o movimento das inclusões não metálicas durante as operações de trabalho também simultaneamente podem causar a formação de vazios microscópicos que aumentam a porosidade do material em massa. Este fenômeno é mostrado nas Figuras 2A e 2B, que ilustram esquematicamente os contraefeitos do trabalho em inclusões não metálicas e porosidade na microestrutura da liga de níquel-titânio. A Figura 2A ilustra a microestrutura de uma liga de níquel-titânio compreendendo inclusões não metálicas 10, mas desprovidas de porosidade. A Figura 2B ilustra o efeito do trabalho sobre as inclusões não metálicas 10', que são mostrados rompidas em partículas menores e separadas, mas com maior porosidade 20 interligando as partículas de inclusão menores. A Figura 3 é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (SEM) (500x em modo de elétron retroespalhado) mostrando uma inclusão não metálica e vazios de porosidade associados em uma liga de níquel-titânio.

[037]Como inclusões não metálicas, a porosidade em ligas de níquel-titânio pode afetar negativamente a vida de fadiga e qualidade de superfície de produtos de liga de níquel-titânio. Na verdade, as especificações do padrão da indústria colocam limites estritos na porosidade de ligas de níquel-titânio destinadas ao uso em aplicações críticas de qualidade de superfície e críticas de fadiga como, por exemplo, atuadores, stents implantáveis e outros dispositivos médicos. Ver ASTM F 2063 - 12: Standard Specification for Wrought Nickel-Titanium Shape Memory Alloys for Medical Devices and Surgical Implants.

[038]Especificamente, em conformidade com a especificação ASTM F 2063 - 12, para ligas de níquel-titânio quase equiatômicas com um As menor ou igual a 30°C, a dimensão de comprimento máximo permitido de porosidade e inclusões não metálicas é 39,0 micrômetros (0,0015 polegadas), em que o comprimento inclui

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 32/59

15/35 partículas contíguas e vazios, e partículas separadas por vazios. Além disso, a porosidade e inclusões não metálicas não podem constituir mais de 2,8% (por cento de área) de uma microestrutura de liga de níquel-titânio como visto em ampliação de 400x a 500x em qualquer campo de visão. Estas medições podem ser feitas de acordo com ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis, que é incorporado como referência neste relatório descritivo ou um método equivalente.

[039]Referindo-se às Figuras 2A e 2B, enquanto o trabalho com uma liga de níquel-titânio pode diminuir o tamanho das inclusões não metálicas, o resultado líquido pode ser para aumentar a fração de área e tamanho total de inclusões não metálicas combinadas com porosidade. Portanto, a produção consistente e eficiente de material de liga de níquel-titânio que atende aos limites estritos de padrões da indústria, como a especificação ASTM F 2063 - 12, provou ser um desafio para os produtores de produtos laminados de liga de níquel-titânio. Os processos descritos neste relatório descritivo cumprem esse desafio fornecendo produtos laminados de liga de níquel-titânio com microestrutura melhorada, incluindo a fração de área e tamanho reduzido de inclusões não metálicas e porosidade. Por exemplo, em várias modalidades, os produtos laminados de liga de níquel-titânio produzidos pelos processos descritos neste relatório descritivo atendem aos critérios de fração de área e tamanho da especificação padrão ASTM F 2063 - 12, só medido após trabalho a frio.

[040]Como descrito anteriormente, um processo para a produção de um produto laminado de liga de níquel-titânio pode compreender trabalhar a frio e prensagem isostática a quente de uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio. O trabalho a frio de uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio a uma temperatura menor que 500°C, como na temperatura ambiente, por exemplo, rompe e move

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 33/59

16/35 efetivamente inclusões não metálicas ao longo da direção do trabalho a frio aplicado e reduz o tamanho das inclusões não metálicas na peça de trabalho de liga de níquel-titânio. O trabalho a frio pode ser aplicado a uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio depois que qualquer operação de trabalho a quente final for concluída. Em geral, o termo “trabalhar a quente” refere-se a trabalhar uma liga a uma temperatura acima daquela em que a tensão de fluxo do material é significativamente diminuída. Como usado aqui em conexão com os processos descritos, “trabalho a quente”, “trabalhado a quente”, “forjamento a quente”, “laminando a quente” e termos afins (ou “quente” utilizado em conexão com uma determinada técnica de trabalho ou forma) referem-se ao trabalho, ou o estado de ter trabalhado, como o caso pode ser, a uma temperatura maior ou igual a 500°C.

[041]Em várias modalidades, um processo para a produção de um produto laminado de liga de níquel-titânio pode compreender uma operação de trabalho a quente antes da operação de trabalho a frio. Conforme descrito acima, ligas de níquel-titânio podem ser moldadas a partir de materiais de entrada de níquel e titânio utilizando VIM e/ou VAR para produzir lingotes de ligas de níquel-titânio. Os lingotes de liga de níquel-titânio moldados podem ser trabalhados a quente para produzir um tarugo. Por exemplo, em várias modalidades, um lingote de liga de níquel-titânio moldado (peça) com um diâmetro no intervalo de 10,0 polegadas a 30,0 polegadas pode ser trabalhado a quente (por exemplo, por forjamento rotativo a quente) para produzir um tarugo com um diâmetro no intervalo de 2,5 polegadas a 8,0 polegadas. Tarugos de liga de níquel-titânio (peças) podem ser laminados a quente, por exemplo, para produzir estoque de haste ou barra com um diâmetro no intervalo de 0,218 polegadas a 3,7 polegadas. Estoque de haste ou barra de liga de níquel-titânio (peças) podem ser estiradas quentes, por exemplo, para produzir fios, barras ou hastes de liga de níquel-titânio com um diâmetro no intervalo de 0,001 polegadas a 0,218 polegadas. Após qualquer operação de trabalho a quente, um produto

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 34/59

17/35 laminados de liga de níquel-titânio (em uma forma intermediária) pode ser trabalhado a frio trabalhou em conformidade com as modalidades descritas neste relatório descritivo para produzir a forma de macroestrutural final de um produto laminado de liga de níquel-titânio. Como usado aqui, os termos “macroestrutura” ou “macroestrutural” se referem à forma macroscópica e dimensões de uma peça de liga ou produto laminado, em contraste com “microestrutura”, que se refere à estrutura de grãos microscópicos e estrutura de fase de um material de liga (incluindo inclusões e porosidade).

[042]Em várias modalidades, lingotes de liga de níquel-titânio moldados podem ser trabalhados a quente usando técnicas de forma, incluindo, entre outros, forjamento, recalque, estiramento, laminação, extrusão, laminação pilger, oscilação, estampagem, posicionamento, cunhagem e combinações destas. Uma ou mais operações de trabalho a quente podem ser usadas para converter um lingote de liga de níquel-titânio moldado em um produto laminado semiacabado ou intermédio (peça). O produto laminado intermediário (peça) pode ser posteriormente trabalhado a frio em uma forma macroestrutural final do produto laminado usando uma ou mais operações de trabalho a frio. O trabalho a frio pode compreender técnicas de forma, incluindo, entre outros, forjamento, recalque, estiramento, laminação, extrusão, laminação pilger, oscilação, estampagem, posicionamento, cunhagem e combinações destas. Em várias modalidades, uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio (por exemplo, um lingote, um tarugo ou outra forma de estoque de produto laminado) pode ser trabalhada a quente utilizando pelo menos uma técnica de trabalho a quente e posteriormente trabalho a frio usando pelo menos uma técnica de trabalho a frio. Em várias modalidades, o trabalho a quente pode ser executado em uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma temperatura inicial interna ou de superfície no intervalo de 500°C a 1000°C, ou qualquer subintervalo assumido nesse, como, por exemplo, 600°C a 900°C ou 700°C a

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 35/59

18/35

900°C. Em várias modalidades, o trabalho a frio pode ser executado em um artigo da liga de níquel-titânio em uma temperatura inicial interna ou de superfície menor que 500°C como a temperatura ambiente, por exemplo.

[043]A título de exemplo, um lingote de liga de níquel-titânio moldado pode ser forjado a quente para produzir um tarugo de liga de níquel-titânio. O tarugo de liga de níquel-titânio pode ser laminado a quente, por exemplo, para produzir um estoque de barra redondo de liga de níquel-titânio com diâmetro maior do que o diâmetro final especificado para um produto laminado em barra ou haste. O estoque de barra redondo de liga de níquel-titânio com diâmetro maior pode ser um produto laminado semiacabado ou peça intermediária que é posteriormente estirada a frio, por exemplo, para produzir um produto laminado em barra ou haste com um diâmetro final especificado. O trabalho a frio da peça de trabalho de liga de níqueltitânio pode romper e mover inclusões não metálicas ao longo da direção de estirada e reduzir o tamanho das inclusões não metálicas na peça. O trabalho a frio também pode aumentar a porosidade na peça de trabalho de liga de níquel-titânio, adicionando a qualquer porosidade presente na peça resultante das operações de trabalho a quente anteriores. A operação de prensagem isostática a quente subsequente pode reduzir ou eliminar completamente a porosidade da peça de trabalho de liga de níquel-titânio. Uma operação de prensagem isostática a quente subsequente também pode simultaneamente recristalizar a peça de trabalho de liga de níquel-titânio e/ou fornecer um recozimento de alívio de tensão à peça.

[044]Ligas de níquel-titânio apresentam rápido endurecimento de trabalho a frio e, portanto, artigos de liga de níquel-titânio trabalhados a frio podem ser recozidos após sucessivas operações de trabalho a frio. Por exemplo, um processo para produzir um produto laminado de liga de níquel-titânio pode incluir trabalhar a frioem uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma primeira operação de trabalho a frio, recozimento da peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 36/59

19/35 frio, trabalhando a frio com a peça de trabalho de liga de níquel-titânio recozida em uma segunda operação de trabalho a frio e prensa isostática a quente a peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio duas vezes. Após a segunda operação de trabalho a frio e antes da operação de prensa isostática a quente, a peça de trabalho de liga de níquel-titânio pode ser submetida a pelo menos uma operação adicional de recozimento e pelo menos uma operação adicional de trabalho a frio. O número de ciclos sucessivos de recozimento intermediário e trabalho a frio entre uma primeira operação de trabalho a frio e uma operação de prensa isostática a quente pode ser determinado pela quantidade de trabalho a frio para ser colocado na peça e a taxa de endurecimento de trabalho da composição da liga de níquel-titânio particular. Recozimento intermediário entre operações de trabalho a frio sucessivas podem ser realizadas em um forno operando a uma temperatura no intervalo de 700°C a 900°C ou 750°C a 850°C. Recozimento intermediário entre operações de trabalho a frio sucessivas pode ser realizado por pelo menos 20 segundos até 2 horas ou mais tempo de forno, dependendo do tamanho do material e do tipo de forno.

[045]Em várias modalidades, as operações de trabalho a quente e/ou de trabalho a frio podem ser realizadas para produzir a forma macroestrutural final de um produto laminado de liga de níquel-titânio, e uma operação de prensa isostática a quente subsequente pode ser realizada na peça trabalhada a frio para produzir a forma microestrutural final do produto laminado de liga de níquel-titânio. Ao contrário do uso da prensa isostática a quente para a consolidação e sinterização de pó metalúrgico, o uso de prensa isostática a quente em processos descritos neste relatório descritivo não causa uma alteração macroscópica dimensional ou de forma na peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio.

[046]Enquanto não pretende ser vinculado pela teoria, acredita-se que o trabalho a frio é significativamente mais eficiente do que o trabalho a quente no

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 37/59

20/35 rompimento e movimento das inclusões não metálicas friáveis (ou seja, duras e não dúcteis) em ligas de níquel-titânio, que diminui o tamanho das inclusões não metálicas. Durante as operações de trabalho, a entrada de energia de tensão no material de liga de níquel-titânio faz com que as inclusões não metálicas maiores se fraturem em inclusões menores que se movem na direção da tensão. Durante o trabalho a quente em temperaturas elevadas, a tensão de fluxo plástico do material da liga de níquel-titânio é significativamente mais baixa; portanto, o material flui mais facilmente ao redor as inclusões e não transmite tanta energia de tensão para as inclusões para causar fratura e movimento. No entanto, durante o trabalho a quente, o fluxo plástico do material de liga em relação às inclusões ainda cria espaços vazios entre as inclusões e o material de liga de níquel-titânio, aumentando a porosidade do material. Por outro lado, durante o trabalho a frio, a tensão de fluxo plástico do material de liga de níquel-titânio é significativamente maior e o material não flui plasticamente ao redor das inclusões tão rapidamente. Portanto, significativamente mais energia de tensão é transmitida para as inclusões para causar fratura e movimento, que aumenta significativamente a taxa de fratura de inclusão, movimento, redução de tamanho e redução de área, mas também aumenta a taxa de formação vazio e porosidade. Como descrito anteriormente, no entanto, enquanto o trabalho com uma liga de níquel-titânio pode diminuir a fração de área e tamanho das inclusões não metálicas, o resultado líquido pode ser para aumentar a fração de área e tamanho total de inclusões não metálicas combinadas com porosidade.

[047]Os inventores encontraram que prensa isostática a quente de uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a quente e/ou trabalhada a frio irá efetivamente fechar (ou seja, “curar”) a porosidade formada na liga durante as operações de trabalho a quente e/ou de trabalho a frio. A prensa isostática a quente faz com que o material da liga produza plasticamente na escala microscópica e feche os espaços vazios que formam a porosidade interna em ligas de níquel-titânio.

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 38/59

21/35

Desta forma, a prensa isostática a quente permite microfluência do material de liga de níquel-titânio nos espaços vazios. Além disso, devido ao fato de as superfícies internas dos vazios de porosidade não serem expostos à atmosfera, uma ligação metalúrgica é criada quando as superfícies se juntam pela pressão da operação HIP. Isso resulta na diminuição da fração da área e tamanho das inclusões não metálicas, que são separadas por um material de liga de níquel-titânio em vez de espaços vazios. Isto é particularmente vantajoso para a produção de produtos laminados de liga de níquel-titânio que atendem aos requisitos de fração de área e tamanho da especificação padrão ASTM F 2063 - 12, medida após trabalho a frio, que define os limites estritos da fração da área e tamanho do agregado de inclusões não metálicas contíguas e vazios de porosidade (dimensão de tamanho permitido máximo de 39,0 micrômetros (0,0015 polegada), e fração de área máxima de 2,8%).

[048]Em várias modalidades, uma operação de prensa isostática a quente pode servir várias funções. Por exemplo, uma operação de prensa isostática a quente pode reduzir ou eliminar a porosidade em ligas de níquel-titânio trabalhadas a quente e/ou trabalhadas a frio, e a operação de prensa isostática a quente pode simultaneamente recozer a liga de níquel-titânio, aliviando desse modo quaisquer tensões internas induzidas pelas operações de trabalho a frio anteriores e, em algumas modalidades, recristalização da liga para alcançar uma estrutura de grão desejada, como, por exemplo, um número de tamanho de grão ASTM (G) de 4 ou mais (como medido de acordo com ASTM E112 - 12: Standard Test Methods for Determining Average Grain Size, que é incorporado como referência nessa especificação). Em várias modalidades, após a prensagem isostática a quente, um produto laminado de liga de níquel-titânio pode ser submetido a uma ou mais operações de acabamento incluindo, entre outras, descamação, polimento, esmerilhamento sem centro, jateamento, decapagem, endireitamento, dimensionamento, brunimento ou outras operações de condicionamento de

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 39/59

22/35 superfície.

[049]Em várias modalidades, os produtos laminados produzidos pelos processos descritos neste relatório descritivo podem compreender, por exemplo, um tarugo, uma barra, uma haste, um tubo, uma placa, uma placa, uma chapa, uma folha ou um fio.

[050]Em várias modalidades, um material de entrada de níquel e um material de entrada de titânio pode ser refundido de arco de vácuo para produzir um lingote VAR de liga de níquel-titânio que é trabalhado a quente e/ou trabalhado a frio e prensado isostaticamente a quente em conformidade com as modalidades descritas neste relatório descritivo. O material de entrada de níquel pode compreender níquel eletrolítico ou pó de níquel, por exemplo, e o material de entrada de titânio pode ser selecionado do grupo que consiste em esponja de titânio, cristais de titânio eletrolítico, pós de titânio e barra de cristal de titânio reduzido por iodeto. O material de entrada de níquel e/ou o material de entrada de titânio pode compreender formas menos puras de níquel ou titânio elemental que foram refinadas, por exemplo, por fusão por feixe de elétrons antes do material de entrada de níquel e o material de entrada de titânio serem ligados juntos para formar a liga de níquel-titânio. A liga de elementos além de níquel e titânio, se presente, pode ser adicionada usando materiais de entrada elementais conhecidos nas técnicas metalúrgicas. O material de entrada de níquel e o material de entrada de titânio (e quaisquer outros materiais de entrada de liga intencionais) podem ser mecanicamente compactados juntos para produzir um eletrodo de entrada para uma operação inicial VAR.

[051]A composição de liga de níquel-titânio quase equiatômica inicial pode ser fundida mais fielmente possível a uma composição predeterminada (como, por exemplo, 50,8 por cento atômico (cerca de 55,8 por cento em peso) níquel, equilíbrio de titânio e purezas residuais), incluindo quantidades medidas do material de entrada de níquel e o material de entrada de titânio no eletrodo de entrada para a

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 40/59

23/35 operação VAR inicial. Em várias modalidades, a precisão da composição da liga de níquel-titânio quase equiatômica inicial pode ser avaliada medindo-se uma temperatura de transição do lingote VAR, como, por exemplo, medindo-se pelo menos um de As, Af, Ms, Mf, e Md da liga.

[052]Observou-se que as temperaturas de transição de ligas de níquel-titânio dependem em grande parte da composição química da liga. Em particular, observouse que a quantidade de níquel em solução na fase NiTi de uma liga de níquel-titânio influenciará fortemente as temperaturas de transformação da liga. Por exemplo, a Ms de uma liga de níquel-titânio geralmente irá diminuir com o aumento da concentração de níquel em solução sólida na fase NiTi; enquanto Ms de uma liga de níquel-titânio geralmente aumentará com a diminuição da concentração de níquel em solução sólida na fase NiTi. As temperaturas de transformação de ligas de níquel-titânio são bem caracterizadas por determinadas composições da liga. Como tal, a medição de uma temperatura de transformação, e comparação do valor medido para um valor esperado correspondente à composição química alvo da liga, pode ser usada para determinar qualquer desvio da composição química alvo da liga.

[053]Temperaturas de transformação de um lingote VAR ou outro produto laminado intermediário ou final podem ser medidas, por exemplo, utilizando calorimetria de varredura diferencial (DSC) ou um método de ensaio termomecânico equivalente. Em várias modalidades, uma temperatura de transformação de um lingote VAR de liga de níquel-titânio quase equiatômico pode ser medida de acordo com ASTM F2004 - 05: Standard Test Method for Transformation Temperature of Nickel-Titanium Alloys by Thermal Analysis, que é incorporado como referência nessa especificação. Temperaturas de transformação de um lingote VAR ou outro produto laminado intermediário ou final podem também ser medidas, por exemplo, usando teste da curva de recuperação livre (BFR) de acordo com ASTM F2082 - 06:

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 41/59

24/35

Standard Test Method for Determination of Transformation Temperature of NickelTitanium Shape Memory Alloys by Bend and Free Recovery, que é incorporado como referência nessa especificação.

[054]Quando uma temperatura de transformação medida se afasta de uma especificação predeterminada para a temperatura de transformação esperada da composição da liga alvo, o lingote VAR inicial pode ser refundida em uma segunda operação VAR com uma adição corretiva de um material de entrada de níquel, um material de entrada de titânio ou uma liga mestre de níquel-titânio com uma temperatura de transição conhecida. Uma temperatura de transformação do segundo lingote VAR de liga de níquel-titânio resultante pode ser medida para determinar se a temperatura de transformação fica dentro da especificação predeterminada para a temperatura de transformação esperada da composição da composição da liga alvo. A especificação predeterminada pode ser um intervalo de temperatura sobre a temperatura de transição esperada da composição alvo.

[055]Se uma temperatura de transição medida de um segundo lingote VAR de níquel-titânio fica fora da especificação predeterminada, o segundo lingote VAR e, se necessário, lingotes VAR subsequentes, podem ser refundidos em sucessivas operações VAR com adições de liga corretivas até uma temperatura de transformação medida ficar dentro da especificação predeterminada. Esta refundição iterativa e prática de liga permite controle exato e preciso sobre a composição da liga de níquel-titânio quase equiatômica e temperatura de transformação. Em várias modalidades, a Af, As, e/ou Ap é/são usados para refundir iterativamente e ligar uma liga de níquel-titânio quase equiatômica (a temperatura de pico de austenita (Ap) é a temperatura em que uma liga de níquel-titânio de memória de forma ou superelástica apresenta a maior taxa de transformação de martensita a austenita, ver ASTM F2005 - 05: Standard Terminology for Nickel-Titanium Shape Memory Alloys, incorporada como referência neste relatório descritivo).

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 42/59

25/35 [056]Em várias modalidades, um material de entrada de titânio e um material de entrada de níquel fundido por indução de vácuo para produzir uma liga de níqueltitânio, e um lingote de uma liga de níquel-titânio pode ser moldado da fusão VIM. O lingote de moldagem VIM pode ser trabalhado a quente e/ou trabalhado a frio e prensado isostaticamente a quente em conformidade com as modalidades descritas neste relatório descritivo. O material de entrada de níquel pode compreender níquel eletrolítico ou pó de níquel, por exemplo, e o material de entrada de titânio pode ser selecionado do grupo que consiste em esponja de titânio, cristais de titânio eletrolítico, pós de titânio e barra de cristal de titânio reduzido por iodeto. O material de entrada de níquel e o material de entrada de titânio podem ser carregados em um cadinho VIM, fundidos juntos e moldados em um lingote VIM inicial.

[057]A composição de liga de níquel-titânio quase equiatômica inicial pode ser fundida mais fielmente possível a uma composição predeterminada (como, por exemplo, 50,8 por cento atômico (aproximadamente 55,8 por cento em peso) níquel, titânio e purezas residuais), incluindo quantidades medidas do material de entrada de níquel e o material de entrada de titânio no carregador para o cadinho VIM. Em várias modalidades, a precisão da composição de liga de níquel-titânio quase equiatômica inicial pode ser avaliada medindo-se uma temperatura de transição do lingote VIM ou outro produto laminado intermediário ou final, como descrito acima em conexão com a liga de níquel-titânio preparada usando VAR. Se uma temperatura de transição medida ficar fora de uma especificação predeterminada, o lingote VIM inicial e, se necessário, lingotes VIM subsequentes ou outros produtos laminados intermediário ou final podem ser refundidos em sucessivas operações VIM com adições de liga corretivas até que uma temperatura de transformação medida cai dentro da especificação predeterminada.

[058]Em várias modalidades, uma liga de níquel-titânio pode ser produzida usando uma combinação de uma ou mais operações VIM e uma ou mais operações

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 43/59

26/35

VAR. Por exemplo, um lingote de liga de níquel-titânio pode ser preparado a partir de materiais de entrada de níquel e materiais de entrada de titânio usando uma operação VIM para preparar um lingote inicial, que é então refundido em uma operação VAR. Uma operação VAR empacotada pode também ser utilizada em que uma pluralidade de lingotes VIM é usada para construir um eletrodo VAR.

[059]Em várias modalidades, uma liga de níquel-titânio pode compreender 45,0 por cento atômico a 55,0 por cento atômico de níquel, equilíbrio de titânio e impurezas residuais. A liga de níquel-titânio pode compreender 45,0 por cento atômico a 56,0 por cento atômico de níquel ou qualquer subintervalo subsumido nesse, como, por exemplo, 49,0 por cento atômico a 52,0 por cento atômico de níquel. A liga de níquel-titânio pode também compreender 50,8 por cento atômico de níquel (± 0,5, ±0,4, ±0,3, ±0,2, ou ±0,1 por cento atômico de níquel), equilíbrio de titânio e impurezas residuais. A liga de níquel-titânio pode também compreender 55,04 por cento atômico de níquel (± 0,10, ± 0,05, ±0,04, ±0,03, ±0,02, ou ±0.01 por cento atômico de níquel), equilíbrio de titânio e impurezas residuais.

[060]Em várias modalidades, uma liga de níquel-titânio pode compreender 50,0 por cento atômico a 60,0 por cento atômico de níquel, equilíbrio de titânio e impurezas residuais. A liga de níquel-titânio pode compreender 50,0 por cento em peso a 60,0 por cento em peso de níquel ou qualquer subintervalo subsumido nesse, como, por exemplo, 54,2 por cento em peso a 57.0 por cento em peso de níquel. A liga de níquel-titânio pode também compreender 55,8 por cento em peso de níquel (± 0,5, ±0,4, ±0,3, ±0,2, ou ±0,1 por cento em peso de níquel), equilíbrio de titânio e impurezas residuais. A liga de níquel-titânio pode compreender 54,5 por cento em peso de níquel (± 2, ±1, ± 0,5, ±0,4, ±0,3, ±0,2, ou ± 0,1 por cento em peso de níquel), equilíbrio de titânio e impurezas residuais.

[061]As várias modalidades descritas neste relatório descritivo são também aplicáveis às ligas de níquel-titânio de memória de forma ou superelásticas

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 44/59

27/35 compreendendo pelo menos um elemento de liga além de níquel e titânio, como, por exemplo, cobre, ferro, cobalto, nióbio, cromo, háfnio, zircônio, platina e/ou paládio. Em várias modalidades, uma liga de níquel-titânio de memória de forma ou superelástica pode compreender níquel, titânio, impurezas residuais e 1,0 por cento atômico a 30,0 por cento atômico de pelo menos outro elemento de liga, como, por exemplo, cobre, ferro, cobalto, nióbio, cromo, háfnio, zircônio, platina e paládio. Por exemplo, uma liga de níquel-titânio de memória de forma ou superelástica pode compreender níquel, titânio, impurezas residuais e 5,0 por cento atômico a 30,0 por cento atômico de háfnio, zircônio, platina, paládio ou uma combinação de qualquer um destes. Em várias modalidades, uma liga de níquel-titânio de memória de forma ou superelástica pode compreender níquel, titânio, impurezas residuais e 1,0 por cento atômico a 5,0 por cento atômico de cobre, ferro, cobalto, nióbio, cromo, ou uma combinação de qualquer um destes.

[062]Os exemplos não limitantes e não exaustivos que seguem destinam-se a descrever várias modalidades não limitantes e não exaustivas sem restringir o escopo das modalidades descritas neste relatório descritivo.

EXEMPLOS

Exemplo 1:

[063]Uma barra de liga de níquel-titânio de diâmetro 0,5 polegadas foi cortada em 7 amostras de barra. As seções foram respectivamente tratadas conforme indicado na Tabela 1.

Tabela 1

Número da amostra	Tratamento
1	Nenhum
2	HIP'ed: 800°C; 15,000 psi; 2 horas
3	HIP'ed: 850°C; 15,000 psi; 2 horas
4	HIP'ed: 900°C; 15,000 psi; 2 horas
5	HIP'ed: 800°C; 45,000 psi; 2 horas
6	HIP'ed: 850°C; 45,000 psi; 2 horas
7	HIP'ed: 900°C; 45,000 psi; 2 horas

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 45/59

28/35 [064]Após o tratamento com prensa isostática a quente, as Amostras 2-7 foram cada uma seccionada longitudinalmente na linha central aproximada das amostras para produzir amostras para microscopia eletrônica de varredura (SEM). A Amostra 1 foi seccionada longitudinalmente na condição como recebida sem qualquer tratamento com prensa isostática a quente. O tamanho máximo e fração de área de inclusões não metálicas contíguas e vazios de porosidade foram medidos de acordo com ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis. As secções transversais longitudinais completas foram inspecionadas usando SEM no modo de elétron retroespalhado. Campos SEM contendo as três maiores regiões visíveis de inclusões não metálicas contíguas e porosidade foram fotografadas na ampliação de 500x para cada amostra seccionada. O software de análise de imagem foi usado para medir o tamanho máximo e a fração de área das inclusões não metálicas e porosidade em cada uma das três imagens SEM por amostra seccionada. Os resultados são apresentados nas Tabelas 2 e 3.

Tabela 2

Número da amostra	Dimensão de Inclusão Máxima (micrômetros)	Fração de Área Máxima (%)	Imagem SEM Correspondente a Dimensão de Inclusão Máxima
1	51,5	1,88	Figura 4A
2	43,6	2,06	Figura 4B
3	35,9	1,44	Figura 4C
4	29,4	1,46	Figura 4D
5	32,1	1,87	Figura 4E
6	29,4	1,86	Figura 4F
7	38,8	1,84	Figura 4G

Tabela 3

Número da amostra	Média das Três Dimensões de Inclusão Máxima (micrômetros)	Média das Três Frações de Área Máxima (%)
1	49,1	1,57
2	39,3	1,73
3	33,8	1,28
4	27,7	1,18

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 46/59

29/35

5	30,1	1,42
6	28.8	1,49
7	34,8	1,55

[065]Os resultados mostram que as operações de prensa isostática a quente geralmente diminuíram os tamanhos combinados e frações de área das inclusões não metálicas e porosidade. As barras de liga de níquel-titânio prensadas isostaticamente a quente geralmente atenderam aos requisitos da especificação padrão ASTM F 2063 - 12 (dimensão de tamanho permitido máximo de 39,0 micrômetros (0,0015 polegada), e fração de área máxima de 2,8%). Uma comparação das Figuras 4B - 4G com a Figura 4A mostra que as operações de prensa isostática a quente diminuíram e, em alguns casos, eliminaram a porosidade nas barras de liga de níquel-titânio.

Exemplo 2:

[066]Uma barra de liga de níquel-titânio de diâmetro 0,5 polegadas foi cortada em 7 amostras de barra. As amostras foram respectivamente tratadas conforme indicado na Tabela 4.

abela 4

[067]Após o tratamento com prensa isostática a quente, as Amostras 2-7 foram cada uma seccionada longitudinalmente na linha central aproximada das amostras para produzir seções para microscopia eletrônica de varredura (SEM). A Amostra 1 foi seccionada longitudinalmente na condição como recebida sem qualquer tratamento com prensa isostática a quente. O tamanho máximo e fração de área de inclusões não metálicas contíguas e vazios de porosidade foram medidos de

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 47/59

30/35 acordo com ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis. As secções transversais longitudinais completas foram inspecionadas usando SEM no modo de elétron retroespalhado. Campos SEM contendo as três maiores regiões visíveis de inclusões não metálicas contíguas e porosidade foram fotografadas na ampliação de 500x para cada amostra seccionada. O software de análise de imagem foi usado para medir o tamanho máximo e a fração de área das inclusões não metálicas e porosidade em cada uma das três imagens SEM por amostra seccionada. Os resultados são apresentados nas Tabelas 5 e 6.

Tabela 5

Número da amostra	Dimensão de Inclusão Máxima (micrômetros)	Fração de Área Máxima (%)	Imagem SEM Correspondente a Dimensão de Inclusão Máxima
1	52,9	1,63	Figura 5A
2	41,7	1,23	Figura 5B
3	28,3	1,63	Figura 5C
4	29,9	0,85	Figura 5D
5	34,1	0,95	Figura 5E
6	30,2	1,12	Figura 5F
7	34,7	1,25	Figura 5G

Tabela 6

Número da Seção	Média das Três Dimensões de Inclusão Máxima (micrômetros)	Média das Três Frações de Área Máxima (%)
1	49,0	1,45
2	37,0	1,15
3	27,8	1,28
4	27,9	0,80
5	32,8	0,88
6	29,0	1,05
7	33,1	1,11

[068]Os resultados mostram que as operações de prensa isostática a quente geralmente diminuíram os tamanhos combinados e frações de área das inclusões não metálicas e porosidade. As barras de liga de níquel-titânio prensadas isostaticamente a quente geralmente atenderam aos requisitos da especificação

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 48/59

31/35 padrão ASTM F 2063 - 12 (dimensão de tamanho permitido máximo de 39,0 micrômetros (0,0015 polegada), e fração de área máxima de 2,8%). Uma comparação das Figuras 5B-5G com a Figura 5A mostra que as operações de prensa isostática a quente diminuíram e, em alguns casos, eliminaram a porosidade nas barras de liga de níquel-titânio.

Exemplo 3:

[069]Uma barra de liga de níquel-titânio de diâmetro de 0,5 polegada foi prensada isostaticamente a quente por 2 horas a 900°C e 15.000 psi. A barra prensada isostaticamente a quente foi seccionada longitudinalmente para produzir oito (8) seções de amostra longitudinal para microscopia eletrônica de varredura (SEM). O tamanho máximo e fração de área de inclusões não metálicas contíguas e vazios de porosidade foram medidos de acordo com ASTM E1245 - 03 (2008) Standard Practice for Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis. Cada uma das oito seções transversais longitudinais foi inspecionada usando SEM em modo de elétron retroespalhado. Campos SEM contendo as três maiores regiões visíveis de inclusões não metálicas contíguas e porosidade foram fotografadas na ampliação de 500x para cada amostra seccionada. O software de análise de imagem foi usado para medir o tamanho máximo e a fração de área das inclusões não metálicas e porosidade em cada uma das três imagens SEM por amostra seccionada. Os resultados são apresentados na Tabela 7.

Tabela 7

Seção de Amostra	Dimensão de Inclusão Máxima (micrômetros)	Fração de Área Máxima (%)	Imagem SEM Correspondente a Dimensão de Inclusão Máxima
1	34,7	1,15	Figura 6A
2	29,0	1,09	Figura 6B
3	28,7	1,23	Figura 6C
4	34,7	1,20	Figura 6D
5	32,8	1,42	Figura 6E

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 49/59

32/35

6	28,3	1,23	Figura 6F
7	35,4	0,95	Figura 6G
8	34,4	1,03	Figura 6H
Média	32,3	1,20	---

[070]Os resultados mostram que as barras de liga de níquel-titânio prensadas isostaticamente a quente geralmente atenderam aos requisitos da especificação padrão ASTM F 2063 - 12 (dimensão de tamanho permitido máximo de 39,0 micrômetros (0,0015 polegada), e fração de área máxima de 2,8%). Um estudo das Figuras 6A-6H mostra que as operações de prensa isostática a quente eliminaram a porosidade nas barras de liga de níquel-titânio.

Exemplo 4:

[071]Dois (2) tarugos de liga de níquel-titânio com diâmetro de 4,0 polegadas (Tarugo-A e Tarugo-B) foram cada um cortado em dois (2) tarugos menores para produzir um total de quatro (4) amostras de tarugo: A1, A2, B1 e B2. As seções foram respectivamente tratadas conforme indicado na Tabela 8.

Tabela 8

Amostras de Tarugo	Tratamento (Tarugo-A)
A1	Nenhum
A2	HIP'ed: 900°C; 15 ksi; 2 horas
B1	Nenhum
B2	HIP'ed: 900°C; 15 ksi; 2 horas

[072]Após o tratamento com prensa isostática a quente, as Amostras A2 e B2 foram cada uma seccionada longitudinalmente na linha central aproximada das seções para produzir amostras para microscopia eletrônica de varredura (SEM). As Amostras A1 e B1 foram seccionadas longitudinalmente na condição como recebida sem qualquer tratamento com prensa isostática a quente. O tamanho máximo e fração de área de inclusões não metálicas contíguas e vazios de porosidade foram medidos de acordo com ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis. As secções transversais longitudinais completas foram inspecionadas usando SEM no modo de elétron retroespalhado. Campos SEM

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 50/59

33/35 contendo as três maiores regiões visíveis de inclusões não metálicas contíguas e porosidade foram fotografadas na ampliação de 500x para cada amostra seccionada. O software de análise de imagem foi usado para medir o tamanho máximo e a fração de área das inclusões não metálicas e porosidade em cada uma das três imagens SEM por amostra seccionada. Os resultados são apresentados na Tabela 9.

Tabela 9

Amostra	Dimensão de Inclusão Máxima (micrômetros)	Fração de Área Máxima (%)	Imagem SEM Correspondente a Dimensão de Inclusão Máxima
A1	68,7	1,66	Figura 7A
A2	48,5	1,85	Figura 7B
B1	69,9	1,56	Figura 7C
B2	45,2	1,59	Figura 7D

[073]Os resultados mostram que as operações de prensa isostática a quente geralmente diminuíram os tamanhos combinados e frações de área das inclusões não metálicas e porosidade. Uma comparação das Figuras 7A e 7C com as Figuras 7B e 7D, respectivamente, mostra que as operações de prensa isostática a quente diminuíram e, em alguns casos, eliminaram a porosidade nos tarugos de liga de níquel-titânio.

Exemplo 5:

[074]Um lingote de liga de níquel-titânio foi forjado a quente, laminado a quente e estirado a frio para produzir uma barra com diâmetro de 0,53 polegada. A barra de liga de níquel-titânio foi prensada isostaticamente a quente por 2 horas a 900°C e 15.000 psi. A barra prensada isostaticamente a quente foi seccionada longitudinalmente para produzir cinco (5) seções de amostra longitudinal para microscopia eletrônica de varredura (SEM). O tamanho máximo e fração de área de inclusões não metálicas contíguas e vazios de porosidade foram medidos de acordo com ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis. Cada

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 51/59

34/35 uma das cinco seções transversais longitudinais foi inspecionada usando SEM em modo de elétron retroespalhado. Campos SEM contendo as três maiores regiões visíveis de inclusões não metálicas contíguas e porosidade foram fotografadas na ampliação de 500x para cada amostra seccionada. O software de análise de imagem foi usado para medir o tamanho máximo e a fração de área das inclusões não metálicas e porosidade em cada uma das três imagens SEM por amostra seccionada. Os resultados são apresentados na Tabela 10.

Tabela 10

Seção de Amostra	Dimensão de Inclusão Máxima (micrômetros)	Fração de Área Máxima (%)	Imagem SEM Correspondente de Inclusão Máxima
1	36,8	1,78	Figura 8A
2	34,3	1,36	Figura 8B
3	37,1	1,21	Figura 8C
4	37,7	1,60	Figura 8D
5	45.0	1,69	Figura 8E
Média	38,2	1,53	---

[075]Os resultados mostram que as barras de liga de níquel-titânio prensadas isostaticamente a quente e estiradas a frio geralmente atenderam aos requisitos da especificação padrão ASTM F 2063 - 12 (dimensão de tamanho permitido máximo de 39,0 micrômetros (0,0015 polegada), e fração de área máxima de 2,8%). Um estudo das Figuras 6A-6H mostra que as operações de prensa isostática a quente eliminaram a porosidade nas barras de liga de níquel-titânio.

[076]Este relatório descritivo foi escrito tendo como referência várias modalidades de não limitantes e não exaustivas. No entanto, será reconhecido por especialistas na técnica que várias substituições, modificações ou combinações de qualquer uma das modalidades reveladas (ou partes destas) podem ser preparadas dentro do escopo deste relatório descritivo. Assim, é contemplado e compreendido que este relatório descritivo suporta modalidades adicionais não expressamente estabelecidas aqui. Essas modalidades podem ser obtidas, por exemplo, combinando, modificando, ou reorganizando qualquer uma das etapas,

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 52/59

35/35 componentes, elementos, recursos, aspectos, características, limitações reveladas e afins, das várias modalidades não limitantes e não exaustivas descritas neste relatório descritivo. Desta forma, os Depositantes reservam-se o direito de aperfeiçoar as reivindicações durante o processo para adicionar recursos como variadamente descritos neste relatório descritivo, e esses aperfeiçoamentos cumprem com os requisitos de 35 U.S.C §§ 112(a) e 132(a).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para produzir um produto laminado de níquel-titânio CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

forjar a quente um lingote de liga de níquel-titânio em uma temperatura maior ou igual a 500 °C para produzir um tarugo de liga de níquel-titânio;

laminar a quente o tarugo de liga de níquel-titânio em uma temperatura maior ou igual a 500 °C para produzir uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio;

trabalhar a frio a peça de trabalho de liga de níquel-titânio a uma temperatura menor que 500 °C para produzir uma barra de liga de níquel-titânio; e prensar isostaticamente a quente a barra de liga de níquel-titânio trabalhada a frio por pelo menos 0,25 hora em um forno HIP operando a uma temperatura na faixa de 750 °C a 950 °C e uma pressão na faixa de 7.500 psi a 50.000 psi;

em que a peça de trabalho de liga de níquel-titânio compreende pelo menos 35 por cento em peso de titânio e pelo menos 45 por cento em peso de níquel, com base no peso total da composição da liga; e em que o processo produz um produto laminado de níquel-titânio compreende um do grupo consistindo em um tarugo, uma barra, uma haste, um fio, um tubo, uma laje, uma placa, uma chapa e uma folha.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a peça de trabalho da liga de níquel-titânio é prensada isostaticamente a quente (HIP) por pelo menos 1,0 hora em um forno HIP operando em uma temperatura na faixa de 800 °C a 950 °C e em uma pressão na faixa de 10.000 psi a 17.000 psi.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o forjamento a quente e a laminação a quente são independentemente realizados em uma temperatura inicial da peça de trabalho na faixa de 600 °C a 900 °C.

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 55/59

2/5
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o trabalho a frio compreende restirar a frio à temperatura ambiente.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a peça de trabalho da liga de níquel-titânio é trabalhada a frio em uma temperatura menor do que 100 °C.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a peça de trabalho da liga de níquel-titânio é trabalhada a frio à temperatura ambiente.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o trabalho a frio compreende pelo menos uma técnica de trabalho a frio selecionada do grupo consistindo em forjamento, esmagamento, estiramento, laminação, extrusão, laminação pilger, oscilação, estampagem, posicionamento, cunhagem e combinações destes.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

trabalhar a frio a peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma primeira operação de trabalho a frio à temperatura ambiente;

recozer a peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio;

trabalhar a frio a peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma segunda operação de trabalho a frio à temperatura ambiente; e prensar isostaticamente a quente a peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio duas vezes.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda, após a segunda operação de trabalho a frio e antes da prensa isostática a quente, submeter a peça de trabalho de liga de níquel-titânio a:

pelo menos uma operação de recozimento intermediária adicional; e pelo menos uma operação adicional de trabalho a frio à temperatura

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 56/59

3/5 ambiente.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a peça de trabalho da liga de níquel-titânio é recozida em uma temperatura na faixa de 700 °C a 900 °C.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a peça de trabalho da liga de níquel-titânio é recozida por pelo menos 20 segundos no tempo do forno.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o forjamento a quente é realizado em uma temperatura inicial da peça de trabalho na faixa de 600 °C a 900 °C.
13. Processo para produzir um produto laminado de níquel-titânio CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

trabalhar a frio uma peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma temperatura menor do que 500 °C; e prensar isostaticamente a quente a peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio em um forno HIP operando a uma temperatura na faixa de 750 °C a 950 °C e uma pressão na faixa de 7.500 psi a 50.000 psi;

em que a peça de trabalho de liga de níquel-titânio compreende pelo menos 35 por cento em peso de titânio e pelo menos 45 por cento em peso de níquel, com base no peso total da composição da liga; e em que o processo produz um produto laminado de níquel-titânio compreende um do grupo consistindo em um tarugo, uma barra, uma haste, um fio, um tubo, uma laje, uma placa, uma chapa e uma folha.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a peça de trabalho de liga de níquel-titânio é trabalhada a frio em uma temperatura menor do que 100 °C.
15. Processo, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 57/59

4/5 fato de que a peça de trabalho de liga de níquel-titânio é trabalhada a frio à temperatura ambiente.
16. Processo, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o trabalho a frio compreende pelo menos uma técnica de trabalho a frio selecionada do grupo consistindo em forjamento, esmagamento, estiramento, laminação, extrusão, laminação pilger, oscilação, estampagem, posicionamento, cunhagem e combinações destes.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 13, CARACETERIZADO pelo fato de que o trabalho a frio compreende estiramento a frio.
18. Processo, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

trabalhar a frio a peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma primeira operação de trabalho a frio à temperatura ambiente;

recozer a peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio;

trabalhar a frio a peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma segunda operação de trabalho a frio à temperatura ambiente; e prensar isostaticamente a quente a peça de trabalho de liga de níquel-titânio trabalhada a frio duas vezes.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda, após a segunda operação de trabalho a frio e antes da prensa isostática a quente, submeter a peça de trabalho de liga de níquel-titânio a:

pelo menos uma operação de recozimento intermediária adicional; e pelo menos uma operação de trabalho a frio adicional à temperatura ambiente.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a peça de trabalho de liga de níquel-titânio é recozida em uma

Petição 870190074982, de 05/08/2019, pág. 58/59

5/5 temperatura na faixa de 700 °C a 900 °C.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda, trabalhar a quente a peça de trabalho de liga de níquel-titânio em uma temperatura inicial da peça de trabalho maior ou igual a 500 °C antes do trabalho a frio.
22. Processo, de acordo com a reivindicação 21, CARACERIZADO pelo fato de que o trabalho a quente é realizado em uma temperatura inicial da peça de trabalho na faixa de 600 °C e 900 °C.
23. Processo, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o trabalho a quente compreende:

forjar a quente um lingote de liga de níquel-titânio em uma temperatura maior ou igual a 500 °C para produzir um tarugo de liga de níquel-titânio; e laminar a quente o tarugo de liga de níquel-titânio em uma temperatura maior ou igual a 500 °C.
24. Processo, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o forjamento a quente e a laminação a quente são independentemente realizados em uma temperatura inicial da peça de trabalho na faixa de 600 °C a 900 °C.