Influência do processamento ECAP na microestrutura e propriedades da liga Ti-29Nb-13Ta-4,6Zr

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bueno, Cauê Machado
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126225
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Aníbal de Andrade Mendes Filho
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spelling Influência do processamento ECAP na microestrutura e propriedades da liga Ti-29Nb-13Ta-4,6ZrBIOCOMPATIBILIDADELIGAS DE TI-BTNTZEQUAL-CHANNEL ANGULAR PRESSINGMICROESTRUTURABIOCOMPATIBILITYTI-B ALLOYMICROSTRUCTUREPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS - UFABCOrientador: Prof. Dr. Aníbal de Andrade Mendes FilhoCoorientador: Prof. Dr. Athos Henrique PlaineDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Santo André, 2023.As ligas de titânio são de grande interesse para aplicações biomédicas devido suas excelentes propriedades mecânicas, resistência a corrosão e biocompatibilidade, dentre elas a liga Ti-6Al-4V é a mais utilizada. Entretanto, estudos revelam que os elementos alumínio e vanádio, presentes na composição desta liga, são nocivos para o corpo humano. Além disso, o módulo de Young desta liga é significativamente superior ao do osso, reduzindo a compatibilidade entre o osso e o implante. Dado esse cenário a busca por alternativas a liga Ti-6Al-4V tornou-se relevante e necessária. Ligas de Ti- ß metaestáveis têm sido relatadas como alternativas promissoras, devido propriedades mecânicas semelhantes, mas módulo elástico inferior ao da liga Ti6Al-4V, e, portanto mais próximo ao do osso e ausência de elementos nocivos; favorecendo a ósseointegração. Neste trabalho, investigou-se a influência do processamento ECAP e microestrutura nas propriedades mecânicas de uma liga Ti-? metaestável TNTZ, Ti-29Nb-13Ta-4,6Zr, cuja composição foi escolhida por meio de mapa de estabilidade, fundamentado no modelo do orbital molecular e determinado pelo método do cluster vibracional e aproximação de Hartree-FockSlater. A caracterização das propriedades revelaram resultados promissores para até 3 passes de ECAP, encontrando redução do tamanho de grão e ligeiro aumento do módulo, mas ainda menor que a liga Ti-6Al-4V. Ensaios de microimpressão Vickers revelaram significativo aumento na dureza (197%), partindo de (118,30 ± 2,9) HV1 para a amostra de referência até (352,36 ± 11,8) HV1 para a amostra com N=6. Propriedades de desgaste foram avaliadas, encontrando aumento de volume de material removido para até 6 passes, quando há reversão do cenário e o volume removido é menor que a amostra de referência. Estes resultados, prelinarmente sugerem necessidade de tratamento superficial adicional para manutenção da propriedade.Titanium alloys are of great interest for biomedical applications due to their excellent mechanical properties, corrosion resistance and biocompatibility, among them the Ti-6Al-4V alloy is the most used. However, studies reveal that the elements aluminum and vanadium, present in the composition of this alloy, are harmful to the human body. Furthermore, the Young's modulus of this alloy is significantly higher than that of bone, reducing compatibility between bone and implant. Given this scenario, the search for alternatives to the Ti-6Al-4V alloy has become relevant and necessary. Metastable Ti-ß alloys have been reported as promising alternatives, due to similar mechanical properties, but lower elastic modulus than the Ti-6Al-4V alloy, and therefore closer to bone and absence of harmful elements; favoring osseointegration. In this work, the influence of ECAP processing and microstructure on the mechanical properties of a metastable T-? TNTZ alloy, Ti-29Nb-13Ta-4,6Zr, whose composition was chosen by means of a stability map, based on the model of the molecular orbital and determined by the vibrational cluster method and Hartree-Fock-Slater approximation. Characterization of the properties revealed promising results for up to 3 passes of ECAP, finding a reduction in grain size and a slight increase in modulus, but still lower than the Ti-6Al-4V alloy. Vickers microprint tests revealed a significant increase in hardness (197%), starting from (118.30 ± 2.9) HV1 for the reference sample to (352.36 ± 11.8) HV1 for the sample with N= 6. Wear properties were evaluated, finding an increase in the volume of material removed for up to 6 passes, when there is a reversal of the scenario and the volume removed is smaller than the reference sample. These results suggest the need for additional surface treatment to maintain the propertyMendes Filho, Anibal de AndradePlaine, Athos HenriqueMagalhães, Danielle Cristina CamiloPrados, Erika FernandaBueno, Cauê Machado2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf72 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126225http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126225&midiaext=81137Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=126225porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-01-30T11:11:40Zoai:BDTD:126225Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2024-01-30T11:11:40Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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