Estabilidade e metaestabilidade de fases em ligas Ti-Nb
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2006 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) |
Texto Completo: | https://hdl.handle.net/20.500.12733/1602818 |
Resumo: | Orientadores: Rubens Caram Junior, Conrado Ramos Moreira Afonso |
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Estabilidade e metaestabilidade de fases em ligas Ti-NbStability and metastability of phases in Ti-Nb alloysLigas de titânioTitanio - MetalurgiaLigas de titanio - ResfriamentoMetais - TemperaMicroestruturaTitanium alloysTitanium spongeTitanium alloys - CoolingQuenching of metalsMicrostructureBeta Ti alloyMicrostructural characterizationMetastabilityCooling rateOrientadores: Rubens Caram Junior, Conrado Ramos Moreira AfonsoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Ligas de titânio formam a classe mais versátil de materiais metálicos utilizados para aplicações biomédicas. As ligas de Ti tipo ß usadas em dispositivos ortopédicos envolve, além de excelentes propriedades como baixa densidade, elevada resistência mecânica e excepcional resistência à corrosão, a biocompatibilidade com elementos de liga, tais como Nb, Ta, Zr e Mo. O objetivo deste trabalho foi analisar a estabilidade e metaestabilidade de fases em ligas tipo ß no sistema Ti-Nb através da verificação da influência do teor de nióbio sob diversas condições de tratamento térmico. Para tanto variou-se a adição de Nb de 5% a 30% em peso na liga, obtendo amostras que foram submetidas a condições distintas de resfriamento a partir do campo ß. Amostras obtidas foram caracterizadas no tocante à microestrutura via microscopia ótica, eletrônica de varredura e de transmissão, difração de raios-X, enquanto o comportamento mecânico foi preliminarmente avaliado através de ensaios de dureza Vickers e de medidas de módulo de elasticidade através de técnicas acústicas. Os resultados obtidos indicam que baixas taxas de resfriamento conduzem à microestrutura de equilíbrio (a+ß) enquanto que altas taxas de resfriamento levaram à formação de estruturas metaestáveis. À medida que o teor de Nb foi incrementado e sob altas taxas de resfriamento, obteve-se, respectivamente, martensita a¿ (hexagonal compacta), martensita a¿ (ortorrômbica), fase ? (trigonal) e finalmente, fase ß metaestável. Em relação ao módulo de elasticidade, observou-se que esse parâmetro decresce entre 0 e 15% de Nb e após este último valor, tal constante elástica se eleva como resultado da precipitação de fase ? bem como da possível alteração de dimensões da estrutura cristalina. As ligas Ti-Nb apresentaram uma variabilidade de microestruturas e propriedades que dependem fortemente da composição e condição de resfriamentoAbstract: Titanium alloys form one of the most versatile classes of metallic materials used for biomedical applications. ß Ti alloys for orthopaedic devices involves, besides excellent properties like low density, high mechanical strength and good corrosion resistance, great biocompatibility with alloying elements, such as Nb, Ta, Zr and Mo. The objective of this work was to analyze the stability and metastability of phases in ß Ti-Nb alloys through the evaluation of the influence of percentage of Nb obtained in different heat treatment conditions. In this way, Nb addition was varied from 5 to 30wt% in Ti-Nb system. Samples were obtained and microstructural characterization was made through optical microscopy, scanning and transmission electron microscopy and X-ray diffraction, while mechanical behavior was primarily evaluated by Vickers hardness and elasticity modulus through acoustic techniques. The results obtained indicate that lower cooling rates resulted in the equilibrium microstructures (a+ß), otherwise higher cooling rates led to formation of metastable structures. As the Nb content was increased and under greater cooling rates, it was obtained, respectively, martensite a¿ (hexagonal closed packed), martensite a¿ (orthorhombic), ? phase (trigonal) and finally, metastable ß phase. Regarding modulus of elasticity it was observed that it decreases as the %Nb increases up to 15% and beyond this percentage the modulus increases due the precipitation of ? phase as well as possible variation of crystalline structure dimensions. Ti-Nb alloys presented a great variety of combinations between microstructures and properties that strongly depends on composition and cooling conditionsMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia Mecânica[s.n.]Caram Junior, Rubens, 1958-Afonso, Conrado Ramos MoreiraSantos, Rezende Gomes dosGrandini, Carlos RobertoUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAleixo, Giorgia Taiacol, 1979-20062006-02-16T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf103p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1602818ALEIXO, Giorgia Taiacol. Estabilidade e metaestabilidade de fases em ligas Ti-Nb. 2006. 103p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1602818. Acesso em: 14 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/368908porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T04:33:29Zoai::368908Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T04:33:29Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false |
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