Title

INFLUÊNCIA DE TRATAMENTOS TÉRMICOS DE ENVELHECIMENTO NA LIGA Ti-Nb-Ta-Zr-O PROCESSADA POR DEFORMAÇÃO PLÁSTICA

INFLUENCE OF AGING HEAT TREATMENTS ON A Ti-Nb-Ta-Zr-O ALLOY PROCESSED BY SEVERE PLASTIC DEFORMATION

Authorship

Carvalho, Luísa Coelho de; Silva, Murillo Romero da; Bolfarini, Claudemiro; Gargarella, Piter

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Silva, Murillo Romero da

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Bolfarini, Claudemiro

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Gargarella, Piter

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DOI

10.5151/2594-4711-33257

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Abstract

Ligas de Ti β apresentam baixo módulo de elasticidade, boa resistência mecânica e excelente biocompatibilidade. Dentre essas ligas, têm-se as Gum Metal, as quais possuem boa resistência mecânica e superelasticidade a temperatura ambiente. Essas ligas podem ser utilizadas para fabricação de biomateriais como stents e implantes. Para produção de uma Gum Metal é recomendado a adição de baixos teores de oxigênio, assim como uma deformação plástica acentuada. Neste trabalho, uma Gum Metal de composição Ti-29Nb-13Ta-4,6Zr-0,07O (%peso) foi produzido por meio de deformação plástica severa pelo método High Pressure Torsion (HPT), seguida de tratamento térmico de envelhecimento. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência dos processamentos empregados, analisando a evolução microestrutural, estabilização e formação de fases, bem como a variação das propriedades da liga estudada. As amostras foram caracterizadas por microscopia ótica (MO), difração de raios X (DRX) e microdureza Vickers. Via MO e DRX foi possível observar uma maior estabilização da fase β, bem como a formação da fase ω após o processamento por HPT e envelhecimento. Um aumento na microdureza foi observado após HPT, devido a deformação plástica severa imposta. Observou-se também um aumento na microdureza com envelhecimento, que está diretamente relacionada com a modificação microestrutural observada.

Ti β alloys present outstanding properties as a high strength combined with a low elastic modulus. Among these alloys, the Ti-Nb-Ta-Zr (TNTZ) known as Gum Metal have been receiving greater attention nowadays. These alloys exhibit low elastic modulus, superelasticity and superplasticity and are suitable materials for the manufacture of stents and implants. For the Gum Metal production, it is recommended an addition of oxygen, as well as an accentuated cold work. In this work, a Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr-0,07O (%wt.) Gum Metal was produced by severe plastic deformation through High Pressure Torsion (HPT) followed by an aging heat treatment. The aim of this work was evaluate the influence of processing route, analyze the microstructural evolution, phase stability and phase formation, as well as the hardness of the Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr-0,07O (%wt.) alloy. The samples were characterized by optical microscope (OM), X-ray diffraction (XRD) and Vickers microhardness. OM and XRD analysis show a greater stabilization of β phase, as well as the formation of ω phase after the HPT and aging treatment. After HPT, an increase in microhardness was observed due to the severe plastic deformation imposed to the sample. An increase in microhardness was also observed after the aging treatment, which is direct related to the observed microstructural modification.

Keywords

Ligas de Ti β; Deformação plástica severa; High Pressure Torsion; Envelhecimento

Ti β alloys; Severe plastic deformation; H igh Pressure Torsion; Aging Treatment