Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/305469
Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Tratamentos superficiais a laser por fusão e obtenção de liga em peças sinterizadas de Ti-Mo e Ti-Nb
Title Alternative: Laser surface melting and laser surface alloying in Ti-Mo and Ti-Nb sintered parts
Author: Silva, Sérgio dos Anjos, 1991-
Advisor: Fogagnolo, João Batista, 1964-
Abstract: Resumo: O emprego das técnicas de modificação superficial a laser constitui-se uma importante ferramenta para o desenvolvimento de materiais com propriedades otimizadas. Com intuito de alcançar propriedades de interesse para uso em biomateriais, estas técnicas podem ser empregadas no desenvolvimento de materiais com gradientes de propriedades. No presente trabalho foram realizadas duas etapas experimentais, uma destinada a ensaios de fusão superficial a laser em peças sinterizadas do grupo de liga Ti-Mo e outra etapa para modificação da superfície por meio da técnica de obtenção de liga a laser em peças sinterizadas de Ti-3Mo e Ti-10Nb. Ambos os ensaios foram realizados empregando um laser de fibra da marca IPG-PHOTONICS®, modelo YLR-500-MM-AC-Y11, operando em modo contínuo. No estudo dos revestimentos produzidos por obtenção de liga na superfície a laser, foram avaliadas as seguintes variáveis: a potência e a espessura da camada de pó pré-depositados na superfície (variáveis de influência) e a profundidade e a razão de diluição dos revestimentos (variáveis de resposta). Os ensaios de fusão superficial a laser foram realizados com emprego de um único conjunto de parâmetros, para o qual analisou-se a influência da técnica nas transformações metalúrgicas ocorridas em ligas com diferentes composições de Mo. Para esta finalidade peças sinterizadas de ligas do sistema Ti-Mo contendo 3, 6, 9, 11, 14 e 16% em massa de Mo foram submetidas à fusão superficial a laser. Os resultados indicaram principalmente a formação da fase ?¿ para composições com até 9% de Mo, e a predominância de fase ? metaestável para as amostras com composições superiores a 10% de Mo. Com relação à técnica de obtenção de liga na superfície a laser, os elementos Mo e Nb foram introduzidos na superfície de peças de Ti-3Mo e Ti-10Nb, respectivamente. Os revestimentos das ligas Ti-Mo e Ti-Nb obtidos por modificação superficial com adição de liga na superfície apresentaram heterogeneidades que impossibilitaram a completa estabilização da fase ?, bem como houve formação da fase ?¿¿ nas regiões com baixo teor de soluto. Nos revestimentos de ambos os grupos de liga foram identificadas as fases ? ou ?¿ em algumas amostras, possivelmente causadas pela atuação do oxigênio introduzido na liga a partir das peças sinterizadas ou pelos pós de Mo e Nb. Entretanto, foi possível alcançar a estabilização da fase ? em parte da amostra do revestimento processado com potência de 300 W e espessura de camada de pó de Nb de 0,2 mm, para a qual foram obtidos os menores módulos de elasticidade (70-80 GPa)

Abstract: The application of the laser surface modification techniques is an important tool for the development of materials with optimized properties. Aiming to obtain desired characteristics to use in biomaterials, these techniques can be employed on the development of materials with gradients of properties. In this work, two experimental stages were carried out. The first aiming for laser surface melting tests on sintered parts of Ti-Mo alloy. The other stage consisting on applying by laser surface alloying technique on sintered parts of Ti-3Mo and Ti-10Nb. Both assays were performed using a fiber laser operating in continuous mode (YLR-500-MM-AC-Y11 model, IPG-PHOTONICS®). In the study of coatings obtained from laser surface alloying technique, the following variables were evaluated: the power and the thickness of the pre-deposited powder layer on the surface (influencing variables) and the depth and the dilution ratio of the coatings (response variables). The laser surface melting tests were performed using a single set of parameters. In these assays, analyses of the influence of the laser surface melting technique on metallurgical transformations in the Ti alloys with different compositions of Mo were done. The results from laser surface melting analyses showed mainly the formation of ?¿ phase in parts with up to 9% of Mo, while for samples with compositions higher than 10% of Mo, the ? metastable phase was the predominant phase. Regarding the laser surface alloying technique, Mo and Nb elements were added on the surface of Ti-3Mo and Ti-10Nb parts, respectively. The coatings of Ti-Mo and Ti-Nb alloys obtained from laser surface alloying technique showed heterogeneities. This inhomogeneity prevented the full stabilization of ? phase and caused the formation of ?¿¿ phase on regions with low solute contents. In the coatings of both groups of alloy, ? and ?' phases were identified in some samples. The presence of these phases was possibly caused by oxygen content introduced into the alloys from the sintered parts or by Mo and Nb powders. However, it was possible to achieve the ? phase stabilization in part of the treated sample using 300 W of power and 0.2 mm of thickness of Nb powder. By using these parameters, the Ti-Nb sample showed the lowest modules of elasticity (70-80 GPa)
Subject: Biomateriais
Ligas de titânio
Materiais - Propriedades
Tratamentos superficiais
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Silva_SergiodosAnjos_M.pdf7.63 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.