Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Éder Sócrates Najar, 1982-
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621075
Resumo: Orientador: Rubens Caram Junior
id UNICAMP-30_03271ceb54bf84c657864e6951d4a22e
oai_identifier_str oai::912689
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradualPhase transformation and relationship between microstructure and mechanical properties of Ti-Nb-Fe for biomedical applications : design of orthopedic implants with graded stiffnessLigas de titânioTestes de durezaLigas de titânio - Tratamento térmicoLigas de titanio - Propriedades mecânicasImplantes ortopédicosTitanium alloysHardness testsTitanium alloys - Heat treatmentTitanium alloys - Mechanical propertiesOrthopedic implantsOrientador: Rubens Caram JuniorTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Ligas de Ti do tipo ? metaestável exibem comportamento singular no tocante à possibilidade de manipulação de seu comportamento mecânico. Nessas ligas, a rigidez pode ser alterada por meio do controle das fases presentes, o que permite que esses materiais sejam incluídos no seleto grupo dos materiais com gradientes funcionais (functionally graded materials - FGM). Neste trabalho, objetivou-se projetar, produzir, processar, caracterizar e aplicar ligas Ti-Nb com adições do elemento ? estabilizador de baixo custo Fe. As ligas foram produzidas por fusão a arco voltaico e submetidas a diversas condições de tratamento térmico, incluindo solubilização acima da temperatura ?-transus, resfriamento rápido até a temperatura ambiente e tratamentos térmicos de envelhecimento entre 260 °C e 400 °C. A caracterização envolveu calorimetria diferencial de varredura, difração de raios-X e dureza Vickers em alta temperatura, análises metalográficas e de módulo de elasticidade por técnicas acústicas, ensaios de tração e mapeamento de rigidez por meio de nanoindentação. Os resultados obtidos mostram a retenção completa da fase ? para a liga Ti-30Nb-3Fe solubilizada e resfriada rapidamente e permitem também, compreender a decomposição da fase martensita ?" e a nucleação das fases ? e ?. A adição do elemento Fe tornou a cinética de transformação de fases bem mais lenta, propiciando, sob algumas condições, a supressão da fase ?, que é conhecida por aumentar a dureza em detrimento da ductilidade. Tais resultados foram utilizados no estabelecimento de condições ideais de processamento que permitem obter componentes ortopédicos com rigidez gradual. Finalmente, o conhecimento adquiro foi usado na fabricação de placas e parafusos de osteossíntese a partir da liga Ti-30Nb-3Fe com gradientes de funcionalidadeAbstract: Metastable ? Ti alloys exhibit singular behavior regarding the possibility of manipulating their mechanical behavior. In these alloys, the stiffness can be changed by controlling phases, which allows these materials to be included in the select group of functionally graded materials (FGM). This study aimed to design, produce, process, characterize and apply Ti-Nb alloys with addition of Fe, an inexpensive ? stabilizing element. These alloys were produced by arc melting and subjected to different heat treatment conditions, including solution above the ?- transus temperature, quenching to room temperature and aging heat treatments between 260 °C and 400 °C. Characterization involved differential scanning calorimetry, X-ray diffraction and Vickers hardness at high temperature, metallographic analyzes, elastic modulus by acoustic techniques, tensile test and stiffness mapping via nanoindentation. The results obtained show complete retention of the ? phase in the Ti-30Nb-3Fe alloy after solution in the ? field and rapid cooling to room temperature and also allow understanding martensite ?" decomposition and nucleation of the ? and ? phases. It was found that Fe additions make the phase transformation kinetics much slower, providing, for some conditions, suppression of the ? phase precipitation, which is known to increase the hardness at the expense of ductility. These results were used to establish optimal processing conditions, resulting in orthopedic component with graded stiffness. Finally, the knowledge acquired was used in the manufacturing of osteosynthesis plates and screws with functionality graded from the Ti-30Nb-3FeDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Caram Junior, Rubens, 1958-Santos, Rezende Gomes dosFogagnolo, João BatistaTschiptschin, Andre PauloRios, Carlos TriveñoUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLopes, Éder Sócrates Najar, 1982-2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf138 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621075LOPES, Éder Sócrates Najar. Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas: concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual. 2013. 138 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621075. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/912689porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T07:06:01Zoai::912689Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T07:06:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
Phase transformation and relationship between microstructure and mechanical properties of Ti-Nb-Fe for biomedical applications : design of orthopedic implants with graded stiffness
title Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
spellingShingle Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
Lopes, Éder Sócrates Najar, 1982-
Ligas de titânio
Testes de dureza
Ligas de titânio - Tratamento térmico
Ligas de titanio - Propriedades mecânicas
Implantes ortopédicos
Titanium alloys
Hardness tests
Titanium alloys - Heat treatment
Titanium alloys - Mechanical properties
Orthopedic implants
title_short Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
title_full Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
title_fullStr Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
title_full_unstemmed Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
title_sort Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas : concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual
author Lopes, Éder Sócrates Najar, 1982-
author_facet Lopes, Éder Sócrates Najar, 1982-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Caram Junior, Rubens, 1958-
Santos, Rezende Gomes dos
Fogagnolo, João Batista
Tschiptschin, Andre Paulo
Rios, Carlos Triveño
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Lopes, Éder Sócrates Najar, 1982-
dc.subject.por.fl_str_mv Ligas de titânio
Testes de dureza
Ligas de titânio - Tratamento térmico
Ligas de titanio - Propriedades mecânicas
Implantes ortopédicos
Titanium alloys
Hardness tests
Titanium alloys - Heat treatment
Titanium alloys - Mechanical properties
Orthopedic implants
topic Ligas de titânio
Testes de dureza
Ligas de titânio - Tratamento térmico
Ligas de titanio - Propriedades mecânicas
Implantes ortopédicos
Titanium alloys
Hardness tests
Titanium alloys - Heat treatment
Titanium alloys - Mechanical properties
Orthopedic implants
description Orientador: Rubens Caram Junior
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621075
LOPES, Éder Sócrates Najar. Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas: concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual. 2013. 138 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621075. Acesso em: 15 mai. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621075
identifier_str_mv LOPES, Éder Sócrates Najar. Transformações de fases e relação entre microestrutura e propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb-Fe para aplicações biomédicas: concepção de implantes ortopédicos com rigidez gradual. 2013. 138 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621075. Acesso em: 15 mai. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/912689
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
138 p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1799138513662246912

Registros relacionados