MX2015003057A - Procesamiento termomecanico de aleaciones de niquel-titanio. - Google Patents

Abstract

Se describen procesos para la producción de productos de molinería de níquel-titanio. Una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se trabaja en frío a una temperatura inferior a 500 °C. La pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP).

Description

PROCESAMIENTO TERMOMECÁNICO DE ALEACIONES DE NÍQUEL- TITANIO CAMPO TÉCNICO La presente memoria descriptiva se refiere a procesos para producir productos de molinería de aleación de níquel-titanio y a los productos de molinería producidos a través de los procesos descritos en la presente memoria descriptiva.

ANTECEDENTES Las aleaciones de níquel-titanio equiatómicas y casi equiatómicas poseen tanto propiedades de "memoria de forma" y "superelásticas". Más específicamente, se sabe que estas aleaciones, que comúnmente se denominan aleaciones de "Nitinol", experimentan una transformación martensítica desde una fase original (comúnmente conocida como fase de austenita) a al menos una fase de martensita al enfriarse a una temperatura inferior a la temperatura de inicio de martensita ("Ms") de la aleación. Esta transformación se completa al enfriarse a la temperatura de acabado de martensita ("Mf") de la aleación. Además, la transformación es reversible cuando el material se calienta a una temperatura superior a su temperatura de acabado de austenita ( "Af ").

Esta transformación martensítica reversible proporciona las propiedades de memoria de forma de las aleaciones. Por ejemplo, una aleación de níquel-titanio con memoria de forma se puede formar en una primera forma mientras se encuentra en la fase de austenita (es decir, a una temperatura superior a la Af de la aleación), posteriormente puede enfriarse a una temperatura inferior a la Mf y deformarse en una segunda forma. Mientras el material permanezca por debajo de la temperatura de inicio de austenita ("As") de la aleación (es decir, la temperatura a la cual comienza la transición a austenita), la aleación retendrá la segunda forma. Sin embargo, si la aleación con memoria de forma se calienta a una temperatura superior a la Af, la aleación vuelve a la primera forma si no se encoge físicamente, o cuando está encogida puede ejercer una tensión sobre otro artículo. Generalmente, se pueden alcanzar deformaciones recuperables de hasta el 8 % con aleaciones de níquel-titanio debido a la transición reversible de austenita a martensita inducida térmicamente; de allí proviene el término "memoria de forma".

La transformación entre las fases de austenita y martensita también proporciona las propiedades "pseudoelásticas" o "superelásticas" de las aleaciones de níquel-titanio con memoria de forma. Cuando una aleación de níquel-titanio con memoria de forma se deforma a una temperatura superior a la Af de la aleación pero inferior a la denominada temperatura de deformación de martensita ("Md"), la aleación puede experimentar una transformación inducida por tensión de la fase de austenita a la fase de martensita. Por lo tanto, la Md se define como la temperatura superior a la cual la martensita no puede ser inducida por tensión. Cuando se aplica una tensión a una aleación de níquel-titanio a una temperatura entre Af y Md después de una deformación elástica pequeña, la aleación cede ante la tensión aplicada a través de una transformación de austenita a martensita. Esta transformación, combinada con la capacidad de la fase de martensita de deformarse bajo la tensión aplicada a través del movimiento de los límites mezclados sin la generación de dislocaciones, permite que una aleación de níquel-titanio absorba una gran cantidad de energía de deformación mediante la deformación elástica sin deformarse plásticamente (es decir, permanentemente). Cuando se elimina la deformación, la aleación puede volver a su condición no deformada; de allí proviene el término "pseudoelástica". Generalmente, se pueden alcanzar deformaciones recuperables de hasta el 8 % con aleaciones de níquel-titanio debido a la transición reversible de austenita a martensita inducida por tensión; de allí proviene el término "superelástica". Por ende, las aleaciones de níquel-titanio superelásticas macroscópicamente parecen ser muy elásticas con respecto a otras aleaciones. Los términos "pseudoelástica" y "superelástica" son sinónimos cuando se utilizan en relación con aleaciones de níquel-titanio y el término "superelástica" se utiliza en la presente memoria descriptiva.

La capacidad de utilizar comercialmente las propiedades únicas de las aleaciones de níquel-titanio con memoria de forma y superelásticas depende en parte de las temperaturas a las cuales se producen estas transformaciones, es decir, la As, la Af, la Ms, la Mf y la Md de la aleación. Por ejemplo, en aplicaciones tales como stents vasculares, filtros vasculares y otros dispositivos médicos, en general, es importante que las aleaciones de níquel-titanio presenten propiedades superelásticas dentro del intervalo de temperaturas ín vivo, es decir, Af < ~37 °C £ Md. Se ha observado que las temperaturas de transformación de las aleaciones de níquel-titanio dependen en gran medida de la composición. Por ejemplo, se ha observado que las temperaturas de transformación de las aleaciones de níquel-titanio pueden cambiar más de 100 K por un cambio de 1 por ciento atómico en la composición de las aleaciones.

Además, diversas aplicaciones de las aleaciones de níquel-titanio, por ejemplo, accionadores y stents implantables y otros dispositivos médicos, se pueden considerar críticas para la fatiga. Fatiga se refiere al daño progresivo y estructural localizado que se produce cuando un material se somete a una carga cíclica. La carga y descarga repetitiva provoca la formación de grietas microscópicas que pueden aumentar de tamaño a medida que un material se somete adicionalmente a una carga cíclica a niveles de tensión muy inferiores al límite de elasticidad, o límite elástico, del material. Las grietas de fatiga, eventualmente, pueden alcanzar un tamaño crítico, provocando el fallo repentino de un material sometido a una carga cíclica. Se ha observado que las grietas por fatiga tienden a iniciarse en inclusiones no metálicas y otras fases secundarias en las aleaciones de níquel-titanio. Por consiguiente, diversas aplicaciones de las aleaciones de níquel-titanio, por ejemplo, accionadores, stents implantables y otros dispositivos críticos de fatiga, pueden considerarse críticas para la inclusión y la segunda fase.

COMPENDIO En una modalidad no taxativa, un proceso para la producción de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio comprende el trabajo en frío de una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura inferior a 500 °C y el prensado isostático en caliente (HIP) de la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío.

En otra modalidad no taxativa, un proceso para la producción de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio comprende el trabajo en caliente de una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura superior o igual a 500 °C y luego el trabajo en frío de la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en caliente a una temperatura inferior a 500 °C. La pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) durante al menos 0,25 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 700 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de 3.000 psi y 25.000 psi.

En otra modalidad no taxativa, un proceso para la producción de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio comprende el forjado en caliente de un lingote de aleación de níquel-titanio a una temperatura superior o igual a 500 °C para producir un tocho de aleación de níquel-titanio. El tocho de aleación de níquel-titanio se lamina en barra en caliente a una temperatura superior o igual a 500 °C para producir una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio. La pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se estira en frío a una temperatura inferior a 500 °C para producir una barra de aleación de níquel-titanio. La barra de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente durante al menos 0,25 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 700 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de 3.000 psi y 25.000 psi.

Se entenderá que la invención divulgada y descrita en la presente memoria descriptiva no se limita a las modalidades resumidas en este compendio.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Diversas propiedades y características de las modalidades no taxativas y no exhaustivas divulgadas y descritas en la presente memoria descriptiva pueden comprenderse mejor mediante la referencia a las figuras adjuntas, en las cuales: La figura 1 es un diagrama de fase de equilibrio para aleaciones de níquel-titanio binarias; Las figuras 2A y 2B son diagramas esquemáticos que ilustran el efecto del trabajo sobre inclusiones no metálicas y la porosidad en la microestructura de la aleación de níquel-titanio; La figura 3 es una imagen (con un aumento de 500x en modo de electrones retrodispersados) de microscopía electrónica de barrido (SEM) que muestra inclusiones no metálicas y porosidad asociada en una aleación de níquel-titanio; Las figuras 4A-4G son imágenes (con un aumento de 500x en modo de electrones retrodispersados) de microscopía electrónica de barrido de aleaciones de níquel -titanio procesadas de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva; Las figuras 5A-5G son imágenes (con un aumento de 500x en modo de electrones retrodispersados) de microscopía electrónica de barrido de aleaciones de níquel-titanio procesadas de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva; Las figuras 6A-6H son imágenes (con un aumento de 500x en modo de electrones retrodispersados) de microscopía electrónica de barrido de aleaciones de níquel-titanio procesadas de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva; Las figuras 7A-7D son imágenes (con un aumento de 500x en modo de electrones retrodispersados) de microscopía electrónica de barrido de aleaciones de níquel-titanio procesadas de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva; y Las figuras 8A-8E son imágenes (con un aumento de 500x en modo de electrones retrodispersados) de microscopía electrónica de barrido de aleaciones de níquel-titanio procesadas de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva.

El lector apreciará los detalles anteriores, así como otros, al considerar la siguiente descripción detallada de las diversas modalidades no taxativas y no exhaustivas de acuerdo con la presente memoria descriptiva.

DESCRIPCIÓN En la presente memoria descriptiva se describen e ilustran diversas modalidades para proporcionar una comprensión global de la función, funcionamiento e implementación de los procesos divulgados para la producción de productos de molinería de aleación de níquel-titanio. Se entenderá que las diversas modalidades descritas e ilustradas en la presente memoria descriptiva no son taxativas ni exhaustivas. Por ende, la invención no se encuentra limitada necesariamente por la descripción de las diversas modalidades no taxativas y no exhaustivas divulgadas en la presente memoria descriptiva. Las propiedades y las características ilustradas y/o descritas en conexión con las diversas modalidades se pueden combinar con las propiedades y las características de otras modalidades. Se pretende que dichas modificaciones y variaciones estén incluidas por el alcance de la presente memoria descriptiva. Como tal, las reivindicaciones pueden ser modificadas para recitar las propiedades o características expresa o intrínsecamente descritas en la presente memoria descriptiva, o de otro modo expresa o intrínsecamente respaldadas por esta. Además, los solicitantes se reservan el derecho a modificar las reivindicaciones para rechazar afirmativamente las propiedades o características que puedan estar presentes en la téenica anterior. Por lo tanto, estas modificaciones cumplen con los requisitos de 35 U.S.C. §§ 112(a) y 132(a).

Las diversas modalidades divulgadas y descritas en la presente memoria descriptiva comprenden, consisten o consisten esencialmente en las propiedades y características tal como se ha descrito de formas diversas en la presente memoria descriptiva.

Además, los intervalos numéricos mencionados en la presente memoria descriptiva pretenden incluir todos los subintervalos de la misma precisión numérica incluidos dentro del intervalo mencionado. Por ejemplo, un intervalo entre "1,0 y 10,0" pretende incluir todos los subintervalos entre (e incluido) el valor mínimo empleado 1,0 y el valor máximo empleado 10,0, es decir, tener un valor mínimo igual o superior a 1,0 y un valor máximo igual o inferior a 10,0, por ejemplo, entre 2,4 y 7,6. Cualquier limitación numérica máxima empleada en la presente memoria descriptiva pretende incluir todas las limitaciones numéricas inferiores incluidas en ella y cualquier limitación numérica mínima empleada en la presente memoria descriptiva pretende incluir todas las limitaciones numéricas superiores incluidas en ella. Por consiguiente, los solicitantes se reservan el derecho de modificar la presente memoria descriptiva, incluso las reivindicaciones, para emplear expresamente cualquier subintervalo incluido dentro de los intervalos expresamente empleados en la presente. Se pretende que todos estos intervalos se describan naturalmente en la presente memoria descriptiva de modo que la modificación para emplear expresamente cualquier subintervalo cumpla con los requisitos de 35 U.S.C. §§ 112(a) and 132(a).

Cualquier patente, publicación u otro material de divulgación que se establece que se incorpora por referencia a la presente, se incorpora en su totalidad a menos que se indique lo contrario, pero solamente en la medida en que el material incorporado no se contradiga con las definiciones, afirmaciones u otro material de divulgación existentes establecidos expresamente en la presente divulgación. En sí, y en la medida necesaria, la descripción expresa establecida en la presente memoria descriptiva prevalece sobre cualquier material conflictivo incorporado mediante referencia a la presente. Cualquier material, o parte de material, que se establece que se incorpora por referencia a la presente memoria descriptiva, pero que se contradice con las definiciones, afirmaciones u otro material establecido en la presente, se incorpora solamente en la medida en que no se contradiga con el material de la descripción existente. Los solicitantes se reservan el derecho de modificar la presente memoria descriptiva para describir expresamente cualquier tema, o parte de este, incorporado mediante referencia a la presente.

Los artículos gramaticales "uno/a", "un/a" y "el/la", según se utilizan en la presente memoria descriptiva, pretenden incluir "al menos uno" o "uno o más", a menos que se indique lo contrario. Por lo tanto, los artículos se utilizan en la presente memoria descriptiva para hacer referencia a uno o a más de uno (es decir, a al menos uno) de los objetos gramaticales del artículo. A modo de ejemplo, "un componente" significa uno o más componentes y, por lo tanto, se contempla posiblemente más de un componente y se puede emplear o utilizar en una imple entación de las modalidades descritas. Además, el uso de un sustantivo singular incluye el plural y el uso de un sustantivo plural incluye el singular, a menos que el contexto de la utilización requiera lo contrario.

Diversas modalidades descritas en la presente memoria descriptiva se refieren a procesos para producir un producto de molinería de aleación de níquel-titanio que tiene microestructura mejorada, por ejemplo, tamaño y fracción de área reducida de inclusiones no metálicas y porosidad. Según se utiliza en la presente, el termino "producto de molinería" se refiere a artículos de aleación producidos mediante el procesamiento termomecánico de lingotes de aleación. Los productos de molinería incluyen, entre otros, tochos, barras, varillas, alambre, tubos, tabletas, placas, hojas y láminas. Además, según se utiliza en la presente, el término "aleación de níquel-titanio" se refiere a composiciones de aleación que comprenden al menos el 35 % de titanio y al menos el 45 % de níquel en base al peso total de la composición de aleación. En diversas modalidades, los procesos descritos en la presente memoria descriptiva se pueden aplicar a aleaciones de níquel-titanio casi equiatómicas. Según se utiliza en la presente, el término "aleación de níquel-titanio casi equiatómica" se refiere a una aleación que comprende entre el 45,0 por ciento atómico y el 55,0 por ciento atómico de níquel, titanio en equilibrio e impurezas residuales. Las aleaciones de níquel-titanio casi equiatómicas incluyen aleaciones de níquel-titanio binarias equiatómicas que consisten esencialmente en el 50 % de níquel y el 50 % de titanio, en una base atómica.

Los productos de molinería de aleación de níquel-titanio pueden realizarse a partir de procesos que comprenden, por ejemplo: formular la química de aleación utilizando una téenica de fusión tal como fusión por inducción al vacío (VIM) y/o refusión por arco en vacío (VAR); fundir un lingote de aleación de níquel-titanio; forjar el lingote fundido en un tocho; trabajar en caliente el tocho hasta una forma de acopio de molino; trabajar en frío (con recocidos intermedios opcionales) la forma de acopio de molino hasta una forma de producto de molinería; y recocer (mili annealing) la forma de producto de molinería para producir un producto de molinería final. Estos procesos pueden producir productos de molinería que tienen características microestructurales variables tales como microlimpieza. Tal como se utiliza en la presente, el término "microlimpieza" se refiere a las características de inclusión no metálica y porosidad de una aleación de níquel-titanio según lo definido en la sección 9.2 de ASTM F 2063 - 12: Standard Specif ication for Wrought Níckel-Titanium Shape Memory Alloys for Medical Devices and Surgical Implante, que se incorpora mediante referencia a la presente memoria descriptiva. Para los productores de productos de molinería de aleación de níquel-titanio, puede ser importante a nivel comercial producir productos de molinería de aleación de níquel-titanio que cumplan de forma consistente los requisitos de microlimpieza y otros requisitos de los estándares de la industria tales como ASTM F 2063 12 specification.

Los procesos descritos en la presente memoria descriptiva comprenden trabajar en frío una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura inferior a 500 °C y prensar isostátreamente en caliente la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío. El trabajo en frío reduce el tamaño y la fracción de área de las inclusiones no metálicas en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio. El prensado isostático en caliente reduce o elimina la porosidad en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio.

En general, el término "trabajo en frío" se refiere al trabajo de una aleación a una temperatura inferior a la cual la tensión de deformación del material disminuye significativamente. Tal como se utiliza en la presente en conexión con los procesos descritos, "trabajar en frío", "trabajado en frío", "formar en frío", "laminación en frío" y términos similares (o "frío" utilizado en conexión con una téenica de trabajo o formación específica, p. ej., "estirado en frío") se refieren al trabajo o el estado de haber sido trabajado, según el caso, a una temperatura inferior a 500 °C. Las operaciones de trabajo en frío se pueden realizar cuando la temperatura interna y/o la temperatura superficial de una pieza de trabajo es inferior a 500 °C. Las operaciones de trabajo en frío se pueden realizar a cualquier temperatura inferior a 500 °C, por ejemplo, inferior a 400 °C, inferior a 300 °C, inferior a 200 C o inferior a 100 °C. En diversas modalidades, las operaciones de trabajo en frío se pueden realizar a temperatura ambiente. En una determinada operación de trabajo en frío, la temperatura interna y/o superficial de una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio puede aumentar por encima de un límite especificado (p. ej., 500 °C o 100 °C) durante el trabajo debido al calentamiento adiabático; sin embargo, para los fines de los procesos descritos en la presente memoria descriptiva, la operación continúa siendo una operación de trabajo en frío.

En general, prensado isostático en caliente (HIP) se refiere a la aplicación isostática (es decir, uniforme) de un gas de alta temperatura y alta presión, por ejemplo, argón, a las superficies externas de una pieza de trabajo en un horno de HIP. Tal como se utiliza en la presente en conexión con los procesos divulgados, "prensar isostático en caliente" "prensado isostático en caliente" y términos o acrónimos similares se refieren a la aplicación isostática de un gas de alta presión y alta temperatura a una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio en una condición trabajada en frío . En diversas modalidades, una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se puede prensar isostáticamente en caliente en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 700 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de entre 3.000 psi y 50.000 psi. En algunas modalidades, una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se pueden prensar isostáticamente en caliente en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 750 °C y 950 °C, entre 800 °C y 950 °C, entre 800 °C y 900 °C o entre 850 °C y 900 °C; y a una presión en el intervalo de entre 7.500 psi y 50.000 psi, entre 10.000 psi y 45.000 psi, entre 10.000 psi y 25.000 psi, entre 10.000 psi y 20.000 psi, entre 10.000 psi y 17.000 psi, entre 12.000 psi y 17.000 psi o entre 12.000 psi y 15.000 psi. En diversas modalidades, una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se pueden prensar isostáticamente en caliente en un horno de HIP durante al menos 0,25 horas y en algunas modalidades durante al menos 0,5 horas, 0,75 horas, 1,0 horas, 1,5 horas o al menos 2,0 horas, a temperatura y presión.

Tal como se utiliza en la presente, el término "inclusiones no metálicas" se refiere a las fases secundarias en una matriz metálica de NiTi que comprenden constituyentes no metales tales como átomos de carbono y/u oxígeno. Las inclusiones no metálicas incluyen inclusiones no metálicas de óxido de Ti4Ni2Ox y carburo de titanio (TiC) y/o inclusiones no metálicas de oxicarburo titanio (Ti(C,0)). Las inclusiones no metálicas no incluyen fases intermetálicas discretas, por ejemplo, Ni4Ti3, Ni3Ti2, Ni3Ti y Ti2Ni, que también pueden formarse en aleaciones de níquel-titanio casi equiatómicas.

Una aleación de níquel-titanio casi equiatómica que consiste esencialmente en el 50 % de níquel y el 50 % de titanio, un una base atómica (aproximadamente el 55 % de Ni, el 45 % de Ti, en peso), tiene una fase de austenita que consiste esencialmente en una estructura cúbica de NiTi B2 (es decir, una estructura tipo cloruro de cesio) . Las transformaciones martensíticas asociadas con el efecto de memoria de forma y la superelasticidad no tienen difusión y la fase de martensita tiene una estructura cristalina monoclínica B19'. El campo de la fase de NiTi es muy estrecho y corresponde esencialmente a níquel-titanio equiatómica a temperaturas inferiores a 650 °C. Véase la figura 1. El límite del campo de la fase de NiTi en el lado rico en Ti es esencialmente vertical desde temperatura ambiente hasta aproximadamente 600 °C. El límite del campo de la fase de NiTi en el lado rico en Ni disminuye con la disminución de la temperatura y la solubilidad de níquel en B2 NiTi es insignificante a aproximadamente 600 °C y menos. Por lo tanto, las aleaciones de níquel-titanio casi equiatómicas generalmente contienen fases secundarias intermetálicas (p. ej., Ni4Ti3, Ni3Ti2, Ni3Ti y Ti2Ni), la identidad química de la cual depende de si la aleación de níquel-titanio casi equiatómica es rica en Ti o rica en Ni.

Tal como se describió anteriormente, los lingotes de aleación de níquel-titanio se pueden fundir de aleación fundida derretida utilizando fusión por inducción al vacío (VIM). Un material de entrada de titanio y un material de entrada de níquel se pueden colocar en un crisol de grafito en un horno de VIM y fundir para producir la aleación de níquel-titanio fundida. Durante la fusión, el carbono del crisol de grafito se puede disolver en la aleación fundida. Durante la fundición de un lingote de aleación de níquel-titanio, el carbono puede reaccionar con la aleación fundida para producir partículas de carburo de titanio cúbico (Tic) y/o oxicarburo de titanio cúbico (Ti(C,0)) que forman inclusiones no metálicas en el lingote fundido. Los lingotes de VIM, en general, pueden contener 100-800 pp de carbono en peso y 100-400 ppm de oxígeno en peso, lo cual puede producir inclusiones no metálicas relativamente grandes en la matriz de aleación de níquel-titanio.

Los lingotes de aleación de níquel-titanio también se pueden producir a partir de aleación fundida derretida utilizando refusión por arco en vacío (VAR). En este sentido, el término VAR puede ser una denominación errónea ya que el material de entrada de titanio y el material de entrada de níquel se pueden derretir juntos para formar la composición de aleación en primera instancia en un horno de VAR, en cuyo caso la operación se puede denominar con mayor precisión fusión por arco en vacío. Para mayor consistencia, los términos "refusión por arco en vacío" y "VAR" se utilizan en la presente memoria descriptiva para referirse a la refusión de aleación y a la fusión de aleación inicial a partir de materiales de entrada elementales u otros materiales de alimentación, según el caso, en una determinada operación.

Un material de entrada de titanio y un material de entrada de níquel se pueden utilizar para formar mecánicamente un electrodo que se refusiona por arco en vacío en un crisol de cobre enfriado con agua en un horno de VAR. El uso de un crisol de cobre enfriado con agua puede reducir significativamente el nivel de recolección de carbono con respecto a la aleación de níquel-titanio derretida utilizando VIM, lo cual requiere un crisol de grafito. Los lingotes de VAR, en general, pueden contener menos de 100 ppm de carbono en peso, lo cual reduce significativamente o elimina la formación de inclusiones no metálicas de carburo de titanio (TiC) y/o oxicarburo de titanio (Ti(C,0)). Sin embargo, los lingotes de VAR, en general, pueden contener 100-400 ppm de oxígeno en peso cuando se produce a partir de material de entrada de esponja de titanio, por ejemplo. El oxígeno puede reaccionar con la aleación fundida para producir inclusiones no metálicas de óxido de Ti4Ni2Ox, las cuales tienen casi la misma estructura cúbica (grupo de espacio Fd3m) que la segunda fase intermetálica de Ti2Ni generalmente presente en aleaciones de níquel-titanio casi equiatómicas ricas en Ti, por ejemplo. Estas inclusiones de óxido no metálicas incluso se han observado en lingotes de VAR de pureza elevada derretidos a partir de barra de cristal de titanio reducida por yoduro con bajo contenido de oxígeno (<60 ppm en peso).

Los lingotes de aleación de níquel-titanio fundidos y los artículos formados a partir de los lingotes pueden contener inclusiones no metálicas relativamente grandes en la matriz de aleación de níquel-titanio. Estas partículas de inclusiones no metálicas grandes puede afectar negativamente la vida de fatiga y la calidad superficial de los artículos de aleación de níquel-titanio, particularmente los artículos de aleación de níquel-titanio casi equiatómica. De hecho, las especificaciones estándares de la industria limitan de forma estricta el tamaño y la fracción de área de las inclusiones no metálicas en las aleaciones de níquel-titanio destinadas al uso en aplicaciones críticas para la fatiga y críticas para la calidad superficial, por ejemplo, accionadores , stents implantables y otros dispositivos médicos. Véase ASTM F 2063 - 12: Standard Specification for Wrought Nickel-Titanium Shape Memory Alloys for Medical Devices and Surgí cal Implants, que se incorpora mediante referencia a la presente memoria descriptiva. Por ejemplo, puede ser importante minimizar el tamaño y la fracción de área de las inclusiones no metálicas en los productos de molinería de aleación de níquel-titanio.

Las inclusiones no metálicas que se forman en aleaciones de níquel-titanio fundidas, en general, son friables y se descomponen y se mueven durante el trabajo del material. La descomposición, la elongación y el movimiento de las inclusiones no metálicas durante las operaciones de trabajo disminuye el tamaño de las inclusiones no metálicas en las aleaciones de níquel-titanio. Sin embargo, la descomposición y el movimiento de las inclusiones no metálicas durante las operaciones de trabajo también pueden provocar simultáneamente la formación de vacíos microscópicos que aumentan la porosidad en el material a granel. Este fenómeno se muestra en las figuras 2A y 2B que ilustran esquemáticamente los efectos contrarios del trabajo sobre las inclusiones no metálicas y la porosidad en una microestructura de aleación de níquel-titanio. La figura 2A ilustra la microestructura de una aleación de níquel-titanio que comprende inclusiones no metálicas 10 pero que carece de porosidad. La figura 2B ilustra el efecto del trabajo sobre las inclusiones no metálicas 10', que se muestran disueltas en partículas pequeñas y separadas, pero con un aumento de porosidad 20 que interconecta las partículas de inclusiones pequeñas. La figura 3 es una imagen real (500x en modo de electrones retrodispersados) de microscopía electrónica de barrido (SEM) que muestra una inclusión no metálica y vacíos de porosidad asociados en una aleación de níquel-titanio.

Como las inclusiones no metálicas, la porosidad en las aleaciones de níquel-titanio puede afectar negativamente la vida de fatiga y la calidad superficial de los productos de aleación de níquel-titanio. De hecho, las especificaciones estándares de la industria también limitan de forma estricta la porosidad en las inclusiones no metálicas en las aleaciones de níquel-titanio destinadas al uso en aplicaciones críticas para la fatiga y críticas para la calidad superficial, por ejemplo, accionadores, stents implantables y otros dispositivos médicos. Véase ASTM F 2063 - 12: Standard Specification for Wrought Nickel-Tj itanium Shape Memory Alloys for Medical Devices and Surgical Implante .

Específicamente, de acuerdo con ASTM F 2063 - 12 specification, para las aleaciones de níquel-titanio casi equiatómicas que tienen un As inferior o igual a 30 °C, la dimensión de longitud permitida máxima de porosidad e inclusiones no metálicas es 39,0 micrómetros (0,0015 pulgadas), en donde la longitud incluye partículas y vacíos contiguos y partículas separadas por vacíos. Adicionalmente, la porosidad y las inclusiones no metálicas no pueden constituir más del 2,8 % (porcentaje del área) de una microestructura de aleación de níquel-titanio como se ve en un aumento de entre 400x y 500x en cualquier campo visual. Estas mediciones se pueden realizar de acuerdo con ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusión or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis, que se incorpora mediante referencia a la presente memoria descriptiva, o un método equivalente.

Con referencia a las figuras 2A y 2B, aunque el trabajo sobre una aleación de níquel-titanio puede disminuir el tamaño de las inclusiones no metálicas, el resultado neto puede ser aumentar el tamaño y la fracción de área total de las inclusiones no metálicas combinadas con la porosidad. Por lo tanto, se ha demostrado que la producción consistente y eficiente de un material de aleación de níquel-titanio que cumpla con los límites estrictos de los estándares de la industria, por ejemplo ASTM F 2063 - 12 specification, es un desafío para los productores de productos de molinería de aleación de níquel-titanio. Los procesos descritos en la presente memoria descriptiva afronta ese desafío proporcionando productos de molinería de aleación de níquel-titanio que tienen una microestructura mejorada, incluso un tamaño y una fracción de área reducidos tanto de las inclusiones no metálicas como de la porosidad. Por ejemplo, en diversas modalidades, los productos de molinería de aleación de níquel-titanio producidos a través de los procesos descritos en la presente memoria descriptiva cumplen con los requisitos de tamaño y fracción de área de ASTM F 2063 - 12 standard specification, solo medidos después del trabajo en frío.

Tal como se describió anteriormente, un proceso para la producción de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio puede comprender el trabajo en frío y el prensado isostático en caliente de una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio. El trabajo en frío de una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura inferior a 500 °C, por ejemplo a temperatura ambiente, por ejemplo, descompone eficazmente y mueve las inclusiones no metálicas a lo largo de la dirección del trabajo en frío aplicado y reduce el tamaño de las inclusiones no metálicas en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio. El trabajo en frío se puede aplicar a una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio después de terminadas las operaciones de trabajo en caliente finales. En general, "trabajo en caliente" se refiere al trabajo de una aleación a una temperatura superior a la cual la tensión de deformación del material disminuye significativamente. Tal como se utiliza en la presente en conexión con los procesos descritos, "trabajar en caliente", "trabajado en caliente", "formar en caliente", "laminación en caliente" y términos similares (o "caliente" utilizado en conexión con una téenica de trabajo o formación específica) se refieren al trabajo o el estado de haber sido trabajado, según el caso, a una temperatura superior o igual a 500 °C.

En diversas modalidades, un proceso para la producción de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio puede comprender una operación de trabajo en caliente antes de la operación del trabajo en frío. Tal como se describió anteriormente, las aleaciones de níquel-titanio se pueden fundir a partir de materiales de entrada de níquel y titanio utilizando VIM y/o VAR para producir lingotes de aleación de níquel-titanio. Los lingotes de aleación de níquel-titanio fundidos se pueden trabajar en caliente para producir un tocho. Por ejemplo, en diversas modalidades, un lingote de aleación de níquel-titanio fundido (pieza de trabajo) que tiene un diámetro en el intervalo de entre 10,0 pulgadas y 30.0 pulgadas se puede trabajar en caliente (p. ej., mediante forjado rotativo en caliente) para producir un tocho que tiene un diámetro en el intervalo de entre 2,5 pulgadas y 8.0 pulgadas. Los tochos de aleación de níquel-titanio (pieza de trabajo) se pueden laminar en barra en caliente, por ejemplo, para producir un acopio de varillas o barras con un diámetro en el intervalo de entre 0,218 pulgadas y 3,7 pulgadas. El acopio de varillas o barras de aleación de níquel-titanio (pieza de trabajo) se puede estirar en caliente, por ejemplo, para producir varillas, barras o alambres de aleación de níquel-titanio que tienen un diámetro en el intervalo de entre 0,001 pulgadas y 0,218 pulgadas. Después de las operaciones de trabajo en caliente, un producto de molinería de aleación de níquel-titanio (en una forma intermedia) se puede trabajar en frío de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva para producir la forma de macroestructura final de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio. Tal como se utiliza en la presente, los términos "macroestructura" o "macroestructural" se refieren a la forma y a las dimensiones microscópicas de una pieza de trabajo de aleación o producto de molinería, a diferencia de "microestructura" que se refiere a la estructura granular y la estructura de fase microscópicas de un material de aleación (incluso las inclusiones y la porosidad).

En diversas modalidades, los lingotes de aleación de níquel-titanio fundidos se puede trabajar en caliente utilizando téenicas de formación que incluyen, entre otros, forjado, compresión sobre el eje longitudinal (upsetting), estiramiento, laminación, extrusión, "pilgering", balanceo, estampación, concentrado, acuñación y combinaciones de cualquiera de estos. Se pueden utilizar una o más operaciones de trabajo para convertir u lingote de aleación de níquel-titanio en un producto de molinería semiacabado o intermedio (pieza de trabajo). El producto de molinería intermedio (pieza de trabajo), posteriormente, se puede trabajar en frío en una forma macroestructural final para el producto de molinería utilizando una o más operaciones de trabajo en frío. El trabajo en frío puede comprender téenicas de formación que incluyen, entre otros, forjado, compresión sobre el eje longitudinal (upsetting), estiramiento, laminación, extrusión, "pilgering", balanceo, estampación, concentrado, acuñación y combinaciones de cualquiera de estos. En diversas modalidades, una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio (p. ej., un lingote, un tocho u otra forma de acopio de productos de molinería) se puede trabajar en caliente utilizando al menos una técnica de trabajo en caliente y, posteriormente, se puede trabajar en frío utilizando al menos una técnica de trabajo en frío. En diversas modalidades, el trabajo en caliente se puede realizar sobre una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura interna o superficial inicial en el intervalo de entre 500 °C y 1000 °C, o cualquier subintervalo incluido en la allí, por ejemplo, entre 600 “C y 900 “C o entre 700 °C y 900 °C. En diversas modalidades, el trabajo en frío se puede realizar sobre un artículo de aleación de níquel-titanio a una temperatura interna o superficial inicial inferior a 500 °C tal como temperatura ambiente, por ejemplo.

A modo de ejemplo, un lingote de aleación de níquel-titanio fundido se puede forjar en caliente para producir un tocho de aleación de níquel-titanio. El tocho de aleación de níquel-titanio se puede laminar una barra en caliente, por ejemplo, para producir acopio de barras redondas de aleación de níquel-titanio con un diámetro mayor a un diámetro final especificado para un producto de molinería de barras o varillas. El acopio de barras redondas de aleación de níquel-titanio de mayor diámetro puede ser un producto de molinería semiacabado o una pieza de trabajo intermedia que posteriormente se estira en frío, por ejemplo, para producir un producto de molinería de barra o varilla que tiene un diámetro especificado final. El trabajo en frío de la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio puede descomponer y mover las inclusiones no metálicas a lo largo de la dirección de estiramiento y reducir el tamaño de las inclusiones no metálicas en la pieza de trabajo. El trabajo en frío también puede aumentar la porosidad en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio, añadiendo a cualquier porosidad presente en la pieza de trabajo proveniente de las operaciones de trabajo en caliente anteriores. Una operación de prensado isostático en caliente posterior puede reducir o eliminar completamente la porosidad en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio. Una operación de prensado isostático en caliente posterior también puede recristalizar simultáneamente la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio y/o proporcionar un recocido de alivio de estrés a la pieza de trabajo.

Las aleaciones de níquel-titanio presentan endurecimiento por trabajo en frío rápido y, por lo tanto, los artículos de aleación de níquel-titanio trabajados en frío pueden ser recocidos después de operaciones de trabajo en frío sucesivas. Por ejemplo, un proceso para la producción de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio puede comprender trabajar en frío de una trabajo de aleación de níquel-titanio en una primera operación de trabajo en frío, recocer la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío, trabajar en frío la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio recocida en una segunda operación de trabajo en frío y prensar isostáticamente en caliente la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío dos veces. Después de la segunda operación de trabajo en frío y antes de la operación de prensado isostático en caliente, la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se puede someter a al menos una operación de recocido adicional y al menos una operación de trabajo en frío adicional. El número de ciclos sucesivos de recocido y trabajo en frío intermedios entre una primera operación de trabajo en frío y una operación de prensado isostático en caliente pueden estar determinados por la cantidad de trabajo en frío que se realiza en la pieza de trabajo y la velocidad de endurecimiento del trabajo de la composición de aleación de níquel-titanio específica. Los recocidos intermedios entre las operaciones de trabajo en frío sucesivos se pueden realizar en un horno que funciona a una temperatura en el intervalo de entre700 °C y entre 900 °C o entre 750 °C y 850 °C. Los recocidos intermedios entre las operaciones de trabajo en frío sucesivas se pueden realizar durante un tiempo de horno de al menos 20 segundos hasta 2 horas o más, dependiendo del tamaño del material y el tipo de horno.

En diversas modalidades, se pueden realizar operaciones de trabajo en caliente y/o trabajo en frío para producir la forma macroestructural final de un producto de molinería de aleación de níquel-titanio, y se puede realizar una operación de prensado isostático en caliente posterior sobre la pieza de trabajo trabajada en frío para producir la forma microestructural final del producto de molinería de aleación de níquel-titanio. A diferencia del uso de prensado isostático en caliente para la consolidación y sinterización de polvos metalúrgicos, el uso de prensado isostático en caliente en los procesos descritos en la presente memoria descriptiva no produce un cambio de dimensional o de forma macroscópico en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío.

Sin pretender limitarse por la teoría, se cree que el trabajo en frío es significativa más eficaz que el trabajo en caliente en la descomposición y el movimiento de inclusiones no metálicas friables (es decir, duras y no dúctiles) en aleaciones de níquel-titanio, lo cual disminuye los tamaños de las inclusiones no metálicas. Durante las operaciones de trabajo, la entrada de energía de deformación en el material de aleación de níquel-titanio provoca que las inclusiones no metálicas más grandes se fracturen en inclusiones más pequeñas que se separan en la dirección de la deformación. Durante el trabajo en caliente a temperaturas elevadas, la tensión de deformación plástica del material de aleación de níquel-titanio es significativamente inferior; por lo tanto, el material fluye con más facilidad alrededor de las inclusiones y no imparte tanta energía de deformación en las inclusiones como para provocar fractura y movimiento. Sin embargo, durante el trabajo en caliente, el flujo plástico del material de aleación con respecto a las inclusiones sigue creando espacios vacíos entre las inclusiones y el material de aleación de níquel-titanio, aumentando así la porosidad del material. Por otra parte, durante el trabajo en frío, la tensión de deformación plástica del material de aleación de níquel-titanio es significativamente mayor y el material no fluye plásticamente alrededor de las inclusiones con tanta facilidad. Por lo tanto, se imparte significativamente más energía de deformación a las inclusiones para provocar fractura y movimiento, lo cual aumenta significativamente la velocidad de la fractura, el movimiento, la reducción de tamaño y la reducción de área de las inclusiones, pero también aumenta la velocidad de formación de vacíos y la porosidad. Sin embargo, tal como se describió anteriormente, aunque el trabajo sobre una aleación de níquel-titanio puede disminuir el tamaño y la fracción de área de las inclusiones no metálicas, el resultado neto puede ser aumentar el tamaño y la fracción de área total de las inclusiones no metálicas combinadas con la porosidad.

Los inventores han descubierto que el prensado isostático en caliente de una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en caliente y/o trabajada en frío cierra eficazmente (es decir, "cura") la porosidad formada en la aleación durante las operaciones de trabajo en caliente y/o trabajo en frío. El prensado isostático en caliente provoca que el material de aleación ceda plásticamente a escala microscópica y cierre los espacios vacíos que forman la porosidad interna en aleaciones de níquel-titanio. De esta manera, el prensado isostático en caliente permite "micro-deslizar" (micro-creep) el material de aleación de níquel-titanio en los espacios vacíos. Además, debido a que las superficies internas de los vacíos de porosidad no se exponen a la atmósfera, cuando las superficies se juntan por la presión de la operación de HIP se crea un enlace metalúrgico. Esto provoca una disminución del tamaño y la fracción de área de las inclusiones no metálicas, las cuales se separan por material de aleación de níquel-titanio en lugar de espacios vacíos. Esto es particularmente ventajoso para la producción de productos de molinería de aleación de níquel-titanio que cumplen los requisitos de tamaño y fracción de área de ASTM F 2063 - 12 standard specification, medidos después del trabajo en frío, que establece límites estrictos sobre el tamaño de agregado y la fracción de área de las inclusiones no metálicas contiguas y los vacíos de porosidad (dimensión de longitud permitida máxima de 39,0 micrómetros (0,0015 pulgadas) y fracción de área máxima del 2,8 %).

En diversas modalidades, una operación de prensado isostático en caliente puede ejercer múltiples funciones. Por ejemplo, un prensado isostático en caliente puede reducir o eliminar la porosidad en aleaciones de níquel-titanio trabajadas en caliente y/o trabajadas en frío, y la operación de prensado isostático en caliente puede recocer simultáneamente la aleación de níquel-titanio, liberando así las tensiones internas inducidas por las operaciones de trabajo en frío anteriores y, en algunas modalidades, recristalizar la aleación para lograr una estructura de grano deseada, por ejemplo, un número de tamaño de grano de ASTM (G) de 4 o mayor (según lo medido de acuerdo con ASTM E112 -12: Standard Test Methods for Determining Average Grain Size, que se incorpora mediante referencia a la presente memoria descriptiva). En diversas modalidades, después del prensado isostático en caliente, un producto de molinería de aleación de níquel-titanio se puede someter a una o más operaciones de acabado que incluyen, entre otros, descamación, pulido, rectificado sin centros, voladura, decapado, enderezamiento, calibrado, afinado u otras operaciones de acondicionamiento de superficie.

En diversas modalidades, los productos de molinería producidos a través de los procesos descritos en la presente memoria descriptiva pueden comprender, por ejemplo, un tocho, una barra, una varilla, un tubo, una plancha, una placa, una hoja, una lámina o un alambre.

En diversas modalidades, un material de entrada de níquel y un material de entrada de titanio se pueden refusionar por arco en vacío para producir un lingote de VAR de aleación de níquel-titanio que se trabaja en caliente y/o se trabaja en frío y se prensa isostáticamente en caliente de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva. El material de entrada de níquel puede comprender níquel electrolítico o polvo de níquel, por ejemplo, y el material de entrada de titanio se puede seleccionar del grupo que consiste de esponja de titanio, cristales de titanio electrolíticos, polvos de titanio y barra de cristal de titanio reducida por yoduro. El material de entrada de níquel y/o el material de entrada de titanio pueden comprender formas menos puras de níquel o titanio elemental que se refinan, por ejemplo, mediante fundición por haz de electrones antes de la aleación conjunta del material de entrada de níquel y el material de entrada de titanio para formar la aleación de níquel-titanio . Se pueden añadir elementos de aleación además de níquel y titanio, si hay presente, utilizando materiales de entrada elementales conocidos en las téenicas metalúrgicas. El material de entrada de níquel y el material de entrada de titanio (y cualquier otro material de entrada de aleación intencional) se pueden compactar juntos mecánicamente para producir un electrodo de entrada para una operación de VAR inicial.

La composición de aleación de níquel-titanio casi equiatómica inicial se puede derretir con la mayor precisión posible a una composición predeterminada (por ejemplo, 50,8 por ciento atómico (aproximadamente 55,8 por ciento en peso) de níquel, titanio en equilibrio e impurezas residuales) mediante la inclusión de cantidades medidas del material de entrada de níquel y el material de entrada de titanio en el electrodo de entrada para la operación de VAR inicial. En diversas modalidades, la precisión de la composición de aleación de níquel-titanio casi equiatómica inicial se puede evaluar mediante la medición de una temperatura de transición del lingote de VAR, por ejemplo, mediante la medición de al menos uno de As, Af, Ms, Mf y Md de la aleación.

Se ha observado que las temperaturas de transición de las aleaciones de níquel-titanio dependen en gran parte de la composición química de la aleación. En particular, se ha observado que la cantidad de níquel en solución en la fase de NiTi de una aleación de níquel-titanio influye fuertemente en las temperaturas de transformación de la aleación. Por ejemplo, la Ms de una aleación de níquel-titanio generalmente disminuye con el aumento de la concentración de níquel en solución sólida en la fase de NiTi; mientras que la Ms de una aleación de níquel-titanio generalmente aumenta con la disminución de la concentración de níquel en solución sólida en la fase de NiTi. Las temperaturas de transformación de las aleaciones de níquel-titanio están bien caracterizadas por las composiciones de aleaciones determinadas. Como tal, la medición de una temperatura de transformación, y la comparación del valor medido con un valor esperado correspondiente a la composición química diana de la aleación, se puede utilizar para determinar cualquier desviación de la composición química diana de la aleación.

Las temperaturas de transformación de un lingote de VAR u otro producto de molinería intermedio o final se pueden medir, por ejemplo, utilizando calorimetría de barrido diferencial (DSC) o un método de prueba termomecánica equivalente. En diversas modalidades, una temperatura de transformación de un lingote de VAR de aleación de níquel-titanio casi equiatómica se puede medir de acuerdo con ASTM F2004 - 05: Standard Test Method for Transformation Temperature of Nickel-Titanium Alloys by Thermal Analysis, que se incorpora mediante referencia en la presente memoria descriptiva. Las temperaturas de transformación de un lingote de VAR u otro producto de molinería intermedio o final también se pueden medir, por ejemplo, utilizando pruebas de recuperación libre de curvas (BFR) de acuerdo con ASTM F2082 - 06: Standard Test Method for Determination of Transformation Temperature of Nickel-Titanium Shape Memory Alloys by Bend and Free Recovery, que se incorpora mediante referencia a la presente memoria descriptiva.

Cuando una temperatura de transformación medida se desvía de una especificación predeterminada para la temperatura de transformación esperada de la composición de aleación diana, el lingote de VAR inicial se puede derretir nuevamente en una segunda operación de VAR con una adición correctiva de un material de entrada de níquel, un material de entrada de titanio o una aleación maestra de níquel-titanio que tiene una temperatura de transición conocida. Una temperatura de transformación del segundo lingote de VAR de aleación de níquel-titanio resultante se puede medir para determinar sin la temperatura de transformación se encuentra dentro de la especificación predeterminada para la temperatura de transformación esperada de la composición de aleación diana. La especificación predeterminada puede ser un intervalo de temperatura alrededor de la temperatura de transición esperada de la composición diana.

Si una temperatura de transición medida de un segundo lingote de VAR de níquel-titanio no se encuentra en la especificación predeterminada, el segundo lingote de VAR y, si es necesario, los lingotes de VAR posteriores, se puede volver a derretir en operaciones de VAR sucesivas con adiciones de aleación correctivas hasta que una temperatura de transformación medida esté comprendida dentro de la especificación predeterminada. Esta práctica de nuevo derretimiento y aleación iterativa permite el control adecuado y preciso sobre la composición de aleación de níquel-titanio casi equiatómica y la temperatura de transformación. En diversas modalidades, la Af, As y/o Ap se utilizan para volver a derretir y alear iterativamente una aleación de níquel-titanio casi equiatómica (la temperatura pico de austenita (Ap) es la temperatura a la cual una aleación de níquel-titanio con memoria de forma o superelástica presenta la mayor velocidad de transformación de martensita a austenita, véase ASTM F2005 - 05: Standard Terminology for Nickel-Ti tanium Shape Memory Alloys, incorporado mediante referencia en la presente memoria descriptiva).

En diversas modalidades, un material de entrada de titanio y un material de entrada de níquel se pueden derretir por inducción al vacío para producir una aleación de níquel-titanio, y un lingote de la aleación de níquel-titanio se puede fundir a de la fusión de VIM. El lingote de VIM fundido se puede trabajar en caliente y/o trabajada en frío y prensa isostáticamente en caliente de acuerdo con las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva. El material de entrada de níquel puede comprender níquel electrolítico o polvo de níquel, por ejemplo, y el material de entrada de titanio se puede seleccionar del grupo que consiste de esponja de titanio, cristales de titanio electrolíticos, polvos de titanio y barra de cristal de titanio reducida por yoduro. El material de entrada de níquel y el material de entrada de titanio se pueden cargar a un crisol de VIM, derretir juntos y fundir en un lingote de VIM inicial.

La composición de aleación de níquel -titanio casi equiatómica inicial se puede derretir con la mayor precisión posible a una composición predeterminada (por ejemplo, 50,8 por ciento atómico (aproximadamente 55,8 por ciento en peso) de níquel, titanio e impurezas residuales) mediante la inclusión de cantidades medidas del material de entrada de níquel y el material de entrada de titanio en la carga al crisol de VIM. En diversas modalidades, la precisión de la composición de aleación de níquel-titanio casi equiatómica se puede evaluar mediante la medición de una temperatura de transición de lingote de VIM u otro producto de molinería intermedio o final, como se describió anteriormente en conexión con la aleación de níquel-titanio preparada utilizando VAR. Si una temperatura de transición medida se encuentra fuera de una especificación predeterminada, el lingote de VIM inicial y, si es necesario, lingotes de VIM posteriores u otros productos de molinería intermedios o finales, se pueden volver a derretir en operaciones de VIM sucesivas con adiciones de aleación correctivas hasta que una temperatura de transformación medida se encuentre dentro de la especificación predeterminada.

En diversas modalidades, una aleación de níquel-titanio se puede producir utilizando una combinación de una o más operaciones de VIM y una o más operaciones de VAR. Por ejemplo, un lingote de aleación de níquel-titanio se puede preparar a partir de materiales de entrada de níquel y materiales de entrada de titanio utilizando una operación de VIM para preparar un lingote inicial, el cual luego se refusiona en una operación de VAR. También se puede utilizar una operación de VAR combinada en la cual se utilizan múltiples lingotes de VIM para construir un electrodo de VAR.

En diversas modalidades, una aleación de níquel-titanio puede comprender el 45,0 por ciento atómico y el 55,0 por ciento atómico de níquel, titanio en equilibrio e impurezas residuales. La aleación de níquel-titanio puede comprender entre el 45,0 por ciento atómico y el 56,0 por ciento atómico de níquel o cualquier subintervalo incluido allí, por ejemplo, entre el 49,0 por ciento atómico y el 52,0 por ciento atómico de níquel. La aleación de níquel-titanio también puede comprender el 50,8 por ciento atómico de níquel (± 0,5, ±0,4, ±0,3, ±0,2 o ±0,1 por ciento atómico de níquel), titanio en equilibrio e impurezas residuales. La aleación de níquel-titanio también puede comprender el 55,04 por ciento atómico de níquel (± 0,10, ± 0,05, ±0,04, ±0,03, ±0,02 o ±0,01 por ciento atómico de níquel), titanio en equilibrio e impurezas residuales.

En diversas modalidades, una aleación de níquel-titanio puede comprender el 50,0 por ciento en peso y el 60,0 por ciento en peso de níquel, titanio en equilibrio e impurezas residuales. La aleación de níquel-titanio puede comprender entre el 50,0 por ciento en peso y el 60,0 por ciento en peso de níquel o cualquier subintervalo incluido allí, por ejemplo, entre el 54,2 por ciento en peso y el 57,0 por ciento en peso de níquel. La aleación de níquel-titanio también puede comprender el 55,8 por ciento en peso de níquel (± 0,5, ±0,4, ±0,3, ±0,2 o ± 0,1 por ciento en peso de níquel), titanio en equilibrio e impurezas residuales. La aleación de níquel-titanio también puede comprender el 54,5 por ciento en peso de níquel (± 2, ±1, ± 0,5, ±0,4, ±0,3, ±0,2 o ± 0,1 por ciento en peso de níquel), titanio en equilibrio e impurezas residuales.

En diversas modalidades descritas en la presente memoria descriptiva también se pueden aplicar a aleaciones de níquel-titanio con memoria de forma o superelásticas que comprenden al menos un elemento de aleación además de níquel y titanio, por ejemplo, cobre, hierro, cobalto, niobio, cromo, hafnio, circonio, platino y/o paladio. En diversas modalidades, una aleación de níquel-titanio con memoria de forma y superelástica puede comprender níquel, titanio, impurezas residuales y entre el 1,0 por ciento atómico y el 30,0 por ciento atómico de al menos otro elemento de aleación, por ejemplo, cobre, hierro, cobalto, niobio, cromo, hafnio, circonio, platino y paladio. Por ejemplo, una aleación de níquel-titanio con memoria de forma o superelástica puede comprender níquel, titanio, impurezas residuales y entre el 5,0 por ciento atómico y el 30,0 por ciento atómico de hafnio, circonio, platino, paladio o una combinación de estos. En diversas modalidades, una aleación de níquel-titanio con memoria de forma o superelástica puede comprender níquel, titanio, impurezas residuales y entre el 1,0 por ciento atómico y el 5,0 por ciento atómico de cobre, hierro, cobalto, niobio, cromo o una combinación de cualquiera de estos.

Se pretende que los siguientes ejemplos no taxativos y no exhaustivos describan con más detalle las diversas modalidades no taxativas y no exhaustivas sin restringir el alcance de las modalidades descritas en la presente memoria descriptiva.

EJEMPLOS Ejemplo 1: Se cortó una barra de aleación de níquel-titanio de 0,5 pulgadas de diámetro en siete (7) muestras de barras. Las secciones se trataron respectivamente según lo indicado en la tabla 1.

Tabla 1 Después del tratamiento de prensado isostático en caliente, las muestras 2-7 se separaron en secciones longitudinalmente a la línea central aproximada de las muestras para producir muestras para la microscopía electrónica de barrido (SEM). La muestra 1 se separó en secciones longitudinalmente en la condición "tal como se recibió" sin ningún tratamiento de prensado isostático en caliente. El tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas contiguas y los vacíos de porosidad se midieron de acuerdo con ASTM E1245 03 (2008) Standa rd Practice for Determining the Inclusi n or Second-Phase Constituent Contení of Metals by Automatic Image Analysis . Las secciones transversales longitudinales completas se inspeccionaron utilizando SEM en modo de electrones retrodispersados . Se tomó imágenes de los campos de SEM que contenían las tres regiones visibles más grandes de las inclusiones no metálicas contiguas y la porosidad en un aumento de 500x para cada muestra seccionada. Se utilizó un software de análisis de imagen para medir el tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas y la porosidad en cada una de las tres imágenes de SEM por muestra seccionada. Los resultados se presentan en las tablas 2 y 3.

Tabla 2 Tabla 3 Los resultados muestran que las operaciones de prensado isostático en caliente generalmente disminuyeron los tamaños y las fracciones de área combinados de las inclusiones no metálicas y la porosidad. Las barras de aleación de níquel-titanio prensadas isostáticamente en caliente generalmente cumplieron con los requisitos de ASTM F 2063 - 12 standard specification (dimensión de longitud permitida máxima de 39,0 micrómetros (0,0015 pulgadas) y fracción de área máxima del 2,8 %). Una comparación de las figuras 4B-4G con la figura 4A muestra que las operaciones de prensado isostático en caliente disminuyeron y en algunos casos eliminaron la porosidad en las barras de aleación de níquel-titanio.

Ejemplo 2: Se cortó una barra de aleación de níquel-titanio de 0,5 pulgadas de diámetro en siete (7) muestras de barras. Las muestras se trataron respectivamente según lo indicado en la tabla 4.

Tabla 4 Después del tratamiento de prensado isostático en caliente, las muestras 2-7 se separaron en secciones longitudinalmente a la línea central aproximada de las muestras para producir secciones para la microscopía electrónica de barrido (SEM). Las muestras 1 se separaron en secciones longitudinalmente en la condición "tal como se recibió" sin ningún tratamiento de prensado isostático en caliente. El tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas contiguas y los vacíos de porosidad se midieron de acuerdo con ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determiníng the Inclusi n or Second-Phase Consti tuent Content of Metals by Automatic Image Analysis . Las secciones transversales longitudinales completas se inspeccionaron utilizando SEM en modo de electrones retrodispersados. Se tomó imágenes de los campos de SEM que contenían las tres regiones visibles más grandes de las inclusiones no metálicas contiguas y la porosidad en un aumento de 500x para cada muestra seccionada. Se utilizó un software de análisis de imagen para medir el tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas y la porosidad en cada una de las tres imágenes de SEM por muestra seccionada. Los resultados se presentan en las tablas 5 y 6.

Tabla 5 Tabla 6 Los resultados muestran que las operaciones de prensado isostático en caliente generalmente disminuyeron los tamaños y las fracciones de área combinados de las inclusiones no metálicas y la porosidad. Las barras de aleación de níquel-titanio prensadas isostáticamente en caliente generalmente cumplieron con los requisitos de ASTM F 2063 - 12 standard specification (dimensión de longitud permitida máxima de 39,0 micrómetros (0,0015 pulgadas) y fracción de área máxima del 2,8 %). Una comparación de las figuras 5B-5G con la figura 5A muestra que las operaciones de prensado isostático en caliente disminuyeron y en algunos casos eliminaron la porosidad en las barras de aleación de níquel-titanio.

Ejemplo 3: Una barra de aleación de níquel-titanio de 0,5 pulgadas de diámetro se prensó isostáticamente en caliente durante 2 horas a 900 °C y 15.000 psi. La barra prensada isostáticamente en caliente se dividió en secciones longitudinalmente para producir ocho (8) secciones de muestra longitudinal para la microscopía electrónica de barrido (SEM). El tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas contiguas y los vacíos de porosidad se midieron de acuerdo con ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusi n or Second-Phase Consti tuent Content of Metals by Automatic Image Analysis . Cada una de las ocho secciones transversales longitudinales se inspeccionó utilizando SEM en modo de electrones retrodispersados. Se tomó imágenes de los campos de SEM que contenían las tres regiones visibles más grandes de las inclusiones no metálicas contiguas y la porosidad en un aumento de 500x para cada sección de muestra. Se utilizó un software de análisis de imagen para medir el tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas y la porosidad en cada una de las tres imágenes de SEM por sección de muestra. Los resultados se muestran en la Tabla 7.

Tabla 7 Los resultados muestran que las barras de aleación de níquel-titanio prensadas isostáticamente en caliente generalmente cumplieron con los requisitos de ASTM F 2063 -12 standard specification (dimensión de longitud permitida máxima de 39,0 micrómetros (0,0015 pulgadas) y fracción de área máxima del 2,8 %). Un estudio de las figuras 6A-6H muestra que las operaciones de prensado isostático en caliente eliminaron la porosidad en las barras de aleación de níquel-titanio.

Ejemplo 4: Se cortaron dos (2) tochos de aleación de níquel-titanio de 4,0 pulgadas de diámetro (tocho-A y tocho-B) en dos (2) tochos más pequeños para producir un total de cuatro (4) muestras de tocho: Al, A2, B1 y B2. Las secciones se trataron respectivamente según lo indicado en la tabla 8.

Tabla 8 Después del tratamiento de prensado isostático en caliente, las muestras A2 y B2 se separaron en secciones longitudinalmente a la línea central aproximada de las secciones para producir muestras para la microscopía electrónica de barrido (SEM). Las muestras Al y B1 se separaron en secciones longitudinalmente en la condición "tal como se recibió" sin ningún tratamiento de prensado isostático en caliente. El tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas contiguas y los vacíos de porosidad se midieron de acuerdo con ASTM E1245 -03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusión or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis . Las secciones transversales longitudinales completas se inspeccionaron utilizando SEM en modo de electrones retrodispersados. Se tomó imágenes de los campos de SEM que contenían las tres regiones visibles más grandes de las inclusiones no metálicas contiguas y la porosidad en un aumento de 500x para cada muestra seccionada. Se utilizó un software de análisis de imagen para medir el tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas y la porosidad en cada una de las tres imágenes de SEM por muestra seccionada. Los resultados se muestran en la Tabla 9.

Tabla 9 Los resultados muestran que las operaciones de prensado isostático en caliente generalmente disminuyeron los tamaños y las fracciones de área combinados de las inclusiones no metálicas y la porosidad. Una comparación de las figuras 7A y 7C con las figuras 7B y 7D, respectivamente, muestra que las operaciones de prensado isostático en caliente disminuyeron y en algunos casos eliminaron la porosidad en los tochos de aleación de níquel-titanio.

Ejemplo 5: Un lingote de aleación de níquel-titanio, se forjó en caliente, se laminó en caliente y se estiró en frío para producir una barra de 0,53 pulgadas de diámetro. La barra de aleación de níquel-titanio se prensó isostáticamente en caliente durante 2 horas a 900 °C y 15.000 psi. La barra prensada isostáticamente en caliente se dividió en secciones longitudinalmente para producir cinco (5) secciones de muestra longitudinal para la microscopía electrónica de barrido (SEM). El tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas contiguas y los vacíos de porosidad se midieron de acuerdo con ASTM E1245 - 03 (2008) - Standard Practice for Determining the Inclusi n or Second-Phase Constituent Contení of Metals by Automatic Image Analysis . Cada una de las cinco secciones transversales longitudinales se inspeccionó utilizando SEM en modo de electrones retrodispersados. Se tomó imágenes de los campos de SEM que contenían las tres regiones visibles más grandes de las inclusiones no metálicas contiguas y la porosidad en un aumento de 500x para cada sección de muestra. Se utilizó un software de análisis de imagen para medir el tamaño y la fracción de área máximos de las inclusiones no metálicas y la porosidad en cada una de las tres imágenes de SEM por sección de muestra. Los resultados se muestran en la Tabla 10.

Tabla 10 Los resultados muestran que la barra de aleación de níquel-titanio estirada en frío y prensada isostáticamente en caliente generalmente cumplió con los requisitos de ASTM F 2063 - 12 standard specification (dimensión de longitud permitida máxima de 39,0 micrómetros (0,0015 pulgadas) y fracción de área máxima del 2,8 %). Un estudio de las figuras 6A-6H muestra que las operaciones de prensado isostático en caliente eliminaron la porosidad en las barras de aleación de níquel-titanio.

La presente memoria descriptiva se ha escrito con referencia a diversas modalidades no taxativas y no exhaustivas. Sin embargo, el entendido en la téenica reconocerá que pueden realizarse varias sustituciones, modificaciones o combinaciones de cualquiera de las modalidades descritas (o partes de estas) dentro del alcance de la presente memoria descriptiva. Por lo tanto, se contempla y se entiende que la presente memoria descriptiva respaldas modalidades adicionales no establecidas expresamente en la presente. Las modalidades se pueden obtener, por ejemplo, combinando, modificando o reorganizando cualquiera de las etapas, componentes, elementos, funciones, aspectos, características, limitaciones y similares de las diversas modalidades no taxativas y no exhaustivas descritas en la presente memoria descriptiva. De esta manera, el solicitante se reserva el derecho a modificar las reivindicaciones durante la tramitación para añadir características tal como se ha descrito de formas diversas en la presente memoria descriptiva, y dichas modificaciones cumplen con los requisitos de 35 U.S.C. §§ 112(a) y 132(a).

Claims (28)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la producción de un producto de molinería de níquel-titanio que comprende: forjar en caliente un lingote de aleación de níquel-titanio a una temperatura superior o igual a 500 °C para producir un tocho de aleación de níquel-titanio; laminar en barra en caliente el tocho de aleación de níquel-titanio a una temperatura superior o igual a 500 °C para producir una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio; estirar en frío la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura inferior a 500 °C para producir una barra de aleación de níquel-titanio; y prensar isostáticamente en caliente la barra de aleación de níquel-titanio trabajada en frío durante al menos 0,25 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 700 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de 3.000 psi y 50.000 psi.

2. El proceso de la reivindicación 1 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) durante al menos 1,0 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 800 °C y 950 °C y una presión en el intervalo de 10.000 psi y 17.000 psi.

3. El proceso de la reivindicación 1 caracterizado por que el forjado en caliente y la laminación en barra en caliente se realizan independientemente a una temperatura de pieza de trabajo inicial en el intervalo de entre 600 °C y 900 °C.

4. Los procesos de la reivindicación 1 caracterizados por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se estira en frío a temperatura ambiente.

5. El proceso de la reivindicación 1 caracterizado por que el proceso produce un producto de molinería en barra que cumple con los requisitos de tamaño y de fracción de área de ASTM F 2063 - 12.

6. Un proceso para la producción de un producto de molinería de níquel-titanio que comprende: trabajar en caliente una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura superior o igual a 500 °C; trabajar en frío la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en caliente a una temperatura inferior a 500 °C; y prensar isostáticamente en caliente la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío durante al menos 0,25 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 700 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de 3.000 psi y 50.000 psi.

7. El proceso de la reivindicación 6 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel -titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) durante al menos 1,0 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 800 °C y 950 °C y una presión en el intervalo de 10.000 psi y 17.000 psi.

8. El proceso de la reivindicación 6 caracterizado por que el trabajo en caliente se realiza a una temperatura de pieza de trabajo inicial en el intervalo de entre 600 °C y 900 °C.

9. Los procesos de la reivindicación 6 caracterizados por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se trabaja en frío a temperatura ambiente.

10. El proceso de la reivindicación 6 caracterizado por que el proceso produce un producto de molinería en barra que cumple con los requisitos de tamaño y de fracción de área de ASTM F 2063 - 12.

11. Un proceso para la producción de un producto de molinería de níquel-titanio que comprende: trabajar en frío la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a una temperatura inferior a 500 °C; y prensar isostáticamente en caliente la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío.

12. Los procesos de la reivindicación 11 caracterizados por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se trabaja en frío a una temperatura inferior a 100 °C.

13. Los procesos de la reivindicación 11 caracterizados por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se trabaja en frío a temperatura ambiente.

14. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que el trabajo en frío comprende al menos una teenica de trabajo en frío seleccionada del grupo que consiste en forjado, compresión sobre el eje longitudinal (upsetting), estiramiento, laminación, extrusión, "pilgering", balanceo, estampación, concentrado, acuñación y combinaciones de cualquiera de estos.

15. El proceso de la reivindicación 11 que comprende: trabajar en frío la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio en una primera operación de trabajo en frío a temperatura ambiente; recocer la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío; trabajar en frío la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio en una segunda operación de trabajo en frío a temperatura ambiente; y prensar isostáticamente en caliente la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío dos veces.

16. El proceso de la reivindicación 15 que además comprende, despues de la segunda operación de trabajo en frío y antes del prensado isostático en caliente, someter la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio a: al menos una operación de recocido intermedio adicional; y al menos una operación de trabajo en frío adicional a temperatura ambiente.

17. El proceso de la reivindicación 15 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio es recocida a una temperatura en el intervalo de entre 700 °C y 900 °C.

18. El proceso de la reivindicación 15 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio es recocida durante un tiempo de horno de al menos 20 segundos.

19. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) durante al menos 0,25 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 700 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de 3.000 psi y 50.000 psi.

20. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 800 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de 7.500 psi y 20.000 psi.

21. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 800 °C y 950 °C y una presión en el intervalo de 10.000 psi y 17.000 psi.

22. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 850 °C y 900 °C y una presión en el intervalo de 12.000 psi y 15.000 psi.

23. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP) durante al menos 2,0 horas en un horno de HIP que funciona a una temperatura en el intervalo de entre 800 °C y 1000 °C y una presión en el intervalo de 7.500 psi y 20.000 psi.

24. El proceso de la reivindicación 11 que además comprende trabajar en caliente la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio antes del trabajo en frío.

25. El proceso de la reivindicación 24 caracterizado por que el trabajo en caliente se realiza a una temperatura de pieza de trabajo inicial en el intervalo de entre 600 °C y 900 “C.

26. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que el proceso produce un producto de molinería seleccionado del grupo que consiste en un tocho, una barra, una varilla, un alambre, un tubo, un plancha, una placa y una hoja .

27. El proceso de la reivindicación 11 caracterizado por que: el trabajo en frío reduce el tamaño y la fracción de área de las inclusiones no metálicas en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio; y el prensado isostático en caliente reduce la porosidad en la pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio.

28. El proceso de la reivindicación 1 caracterizado por que el proceso produce un producto de molinería que cumple con los requisitos de tamaño y fracción de área de ASTM F 2063 - 12. RESUMEN Se describen procesos para la producción de productos de molinería de níquel-titanio. Una pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio se trabaja en frío a una temperatura inferior a 500 °C. La pieza de trabajo de aleación de níquel-titanio trabajada en frío se prensa isostáticamente en caliente (HIP).