Dissertação
O efeito das adições de Y na microestrutura, comportamento mecânico e resistência à corrosão da liga Ti-35Nb para aplicações biomédicas
The effect of Y additions on the microestructure, mechanical behavior and corrosion resistance of Ti-35Nb alloy for biomedical applications
Registro en:
MATOS, Gusttavo Reis Leite. O efeito das adições de Y na microestrutura, comportamento mecânico e resistência à corrosão da liga Ti-35Nb para aplicações biomédicas. 2022. 73 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021.
Autor
Matos, Gusttavo Reis Leite
Institución
Resumen
β-type titanium alloys are the most suitable for the manufacture of implants for
the orthopedic and dental sector, a reason attributed to the commonly added alloy
elements that make it possible to obtain more optimized properties. The Ti-Nb system
has received attention for presenting lower elastic modulus values, in addition to high
corrosion resistance and greater biocompatibility, due to the formation of more
protective and stable oxides that allow minimal release of metal ions in body fluids.
However, its mechanical properties still need improvement and, in this sense,
strengthening by oxide dispersion is considered a way to improve the mechanical
behavior without affecting the modulus of elasticity. Yttrium (Y) additions have been
considered, given the tendency to form oxide particles in the alloy melting step, in
addition to its biocompatible nature. In this study, new Ti-35Nb-xY alloys, obtained by
arc melting, were heat treated and cooled in water. The results showed that Y additions
did not affect the formation of the α” martensitic phase and that Y2O3 particles are
present in the microstructure and provided grain refinement. On the other hand, the
sizes and distribution of Y2O3 particles had deleterious effects on mechanical strength
and did not contribute to the increase in hardness. However, the additions of Y
increased the corrosion resistance of the Ti-35Nb alloy in SBF medium. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES As ligas de titânio do tipo β são as mais indicadas para a confecção de implantes
destinados ao setor ortopédico e odontológico, razão atribuída aos elementos de liga
comumente adicionados que possibilitam obter propriedades mais otimizadas. O
sistema Ti-Nb tem recebido atenção por apresentar menores valores de módulo de
elasticidade, além de alta resistência à corrosão e maior biocompatibilidade, devido à
formação de óxidos mais protetores e estáveis que permitem mínima liberação de íons
metálicos em meio aos fluidos corporais. No entanto, as suas propriedades mecânicas
ainda necessitam de melhorias e, neste sentido, o fortalecimento por dispersão de óxidos
é uma via considerada para aperfeiçoar o comportamento mecânico sem afetar o módulo
de elasticidade. Adições de ítrio (Y) têm sido consideradas, dada a tendência à formação
de partículas de óxidos na etapa de fusão das ligas, além da sua natureza biocompatível.
Neste estudo, novas ligas Ti-35Nb-xY, obtidas via fusão a arco, foram tratadas
termicamente e resfriadas em água. Os resultados mostraram que as adições de Y não
afetaram a formação da fase martensítica α” e que partículas de Y2O3 estão presentes na
microestrutura e proporcionaram refinamento de grão. Por outro lado, os tamanhos e a
distribuição das partículas de Y2O3 apresentaram efeitos deletérios na resistência
mecânica e não contribuíram para o aumento da dureza. Contudo, as adições de Y
aumentaram a resistência à corrosão da liga Ti-35Nb em meio de SBF. São Cristóvão