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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Analise de parametros de influencia na microestrutura e propriedades de ligas Ti-M0-Zr aplicadas em proteses ortopedicas
Title Alternative: Analysis of influence parameters on microstructure and properties of Ti-M0-Zr alloys applied in orthopedic implants
Author: Cardoso, Flavia Farias
Advisor: Caram Junior, Rubens, 1958-
Junior, Rubens Caram
Abstract: Resumo: O presente trabalho analisa parâmetros de influência na microestrutura e propriedades de ligas de titânio tipo ß contendo Mo e Zr aplicadas na confecção de próteses ortopédicas. As ligas de titânio tipo ß apresentam baixo módulo de elasticidade, o que é benéfico para os tecidos ósseos próximos ao implante e também, podem ser concebidas a partir de metais biocompatíveis. O presente trabalho envolveu a avaliação de ligas do sistema Ti-Mo-Zr em relação à estabilidade de fases visando a fabricação de implantes ortopédicos. Dentro desse contexto, em uma etapa inicial, avaliou-se o efeito da composição e da taxa de resfriamento a partir do campo ß na estabilidade de fases e formação da microestrutura, na dureza Vickers e no módulo de elasticidade de ligas Ti-Mo. Em seguida, avaliou-se o efeito de tratamentos térmicos de envelhecimento na microestrutura das ligas Ti-Mo e finalmente, o efeito da adição de Zr na supressão da precipitação da fase ? em ligas Ti-Mo. O trabalho foi implementado a partir da preparação de ligas em forno a arco sob atmosfera controlada, deformação plástica das amostras através de forjamento rotativo e laminação, tratamentos térmicos sob diferentes condições e caracterização utilizando-se microscopia óptica e eletrônica de varredura, difração de raios- X, ensaios de dureza Vickers e análise térmica diferencial. Os resultados obtidos permitiram identificar condições de formação de fases estáveis e metaestáveis, incluindo as fases martensíticas e fase ?. Observou-se que a liga Ti-15Mo resfriada em água apresentou o menor valor de módulo de elasticidade dentre as composições analisadas, 77 GPa, que a fase ? pode ser eliminada após tratamentos térmicos de envelhecimento e que a adição de 8% de Zr a liga Ti-10Mo inibiu a formação da fase ? atérmica sob resfriamento em água, sem que isso modificasse de maneira significativa seu comportamento elástico

Abstract: This work presents an analysis of microstructure and mechanical properties of ß titanium alloys with additions of Mo and Zr, aiming the fabrication of orthopedic implants. The ß titanium alloys can be composed only by biocompatible elements and also present low Young's modulus, which is interesting for the health of the bone surrounding the implant. On the purpose of studying phase stability of Ti-Mo-Zr alloys, the effect of cooling rate when cooling from the ß field and the effect of composition on the microstructure, Vickers hardness and Young¿s modulus of Ti-Mo alloys were initially studied. Afterwards the effect of aging on the microstructure and the effect of Zr additions on the precipitation of ? phase in Ti-Mo alloys were also evaluated. The alloys were arc melted under an argon atmosphere, the ingots were hot swaged and hot rolled and the samples were conveniently heat treated. Characterization involved optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Vickers hardness and differential thermal analysis. The results allow one to identify the conditions of formation of stable and metastable phases, these latter ? and martensites. It was observed that the alloy Ti-15Mo, when water cooled presents 77 GPa, the lowest value of Young¿s modulus, the ? phase may be eliminated by means of aging and that the addition of 8% Zr to the alloy Ti-10Mo completely suppresses formation of the athermal ? phase without affecting significantly its elastic behaviour
Subject: Ligas de titânio
Microestrutura
Biomateriais
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: CARDOSO, Flavia Farias. Analise de parametros de influencia na microestrutura e propriedades de ligas Ti-M0-Zr aplicadas em proteses ortopedicas. 2007. 106. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/263162>. Acesso em: 11 ago. 2018.
Date Issue: 2007
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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