Title

Sobre a Determinação da Tenacidade na Iniciação da Fratura em Aços Inoxidáveis Austeníticos Utilizados em Implantes Cirúrgicos

Sobre a Determinação da Tenacidade na Iniciação da Fratura em Aços Inoxidáveis Austeníticos Utilizados em Implantes Cirúrgicos

Authorship

SCHWERTNER, SIMONE; DARWISH, FATHI; PEREIRA, MARCOS

SCHWERTNER, SIMONE

I am this author

DARWISH, FATHI

I am this author

PEREIRA, MARCOS

I am this author

DOI

10.5151/2594-5327-C00256-3968-3985

Downloads

Abstract

Os aços inoxidáveis austeníticos são usados em implantes cirúrgicos, sendo os mais utilizados os tipos 316 L e F-138. A escolha destes aços para tal finalidade se deve à sua biocompatibilidade com o corpo hospedeiro, sua resistência à corrosão, sua resistência a solicitações mecânicas inerentes ao implante (ou função no corpo). O desempenho em carregamento monotônico destes dois aços foi avaliado através da mecânica da fratura elasto-plástica. Para tanto, adotou-se a metodologia da Integral J e CTOD (denominado δᵢ), estabelecendo-se uma relação empírica entre estes dois parâmetros. De posse das características de escoamento, e adotando modelos teóricos, foi possível estimar o coeficiente de proporcionalidade entre J e δ sob condições de tensão plana. Os coeficientes obtidos, para os dois aços, mostraram estar em boa concordância com a relação empírica estabelecida. Devido à alta ductilidade e baixa resistência dos aços estudados, não foi possível adotar procedimentos padronizados e os valores de δ na iniciação da fratura, δᵢ, foram determinados para as espessuras envolvidas, fazendo uso do método do perfil da trinca. De posse de δᵢ, foi possível calcular a magnitude de J na iniciação, Jᵢ, utilizando os valores do coeficiente de proporcionalidade estabelecidos teoricamente. Finalmente, o deslocamento do ponto de aplicação da carga foi utilizado para estimar o correspondente deslocamento de abertura da boca da trinca (CMOD), que, então, foi aproveitado para obter uma estimativa alternativa de δᵢ. Este procedimento se tornou necessário em virtude do alto valor de CMOD, que excedeu a abertura permitida nos corpos de prova utilizados.

Os aços inoxidáveis austeníticos são usados em implantes cirúrgicos, sendo os mais utilizados os tipos 316 L e F-138. A escolha destes aços para tal finalidade se deve à sua biocompatibilidade com o corpo hospedeiro, sua resistência à corrosão, sua resistência a solicitações mecânicas inerentes ao implante (ou função no corpo). O desempenho em carregamento monotônico destes dois aços foi avaliado através da mecânica da fratura elasto-plástica. Para tanto, adotou-se a metodologia da Integral J e CTOD (denominado δᵢ), estabelecendo-se uma relação empírica entre estes dois parâmetros. De posse das características de escoamento, e adotando modelos teóricos, foi possível estimar o coeficiente de proporcionalidade entre J e δ sob condições de tensão plana. Os coeficientes obtidos, para os dois aços, mostraram estar em boa concordância com a relação empírica estabelecida. Devido à alta ductilidade e baixa resistência dos aços estudados, não foi possível adotar procedimentos padronizados e os valores de δ na iniciação da fratura, δᵢ, foram determinados para as espessuras envolvidas, fazendo uso do método do perfil da trinca. De posse de δᵢ, foi possível calcular a magnitude de J na iniciação, Jᵢ, utilizando os valores do coeficiente de proporcionalidade estabelecidos teoricamente. Finalmente, o deslocamento do ponto de aplicação da carga foi utilizado para estimar o correspondente deslocamento de abertura da boca da trinca (CMOD), que, então, foi aproveitado para obter uma estimativa alternativa de δᵢ. Este procedimento se tornou necessário em virtude do alto valor de CMOD, que excedeu a abertura permitida nos corpos de prova utilizados.

Keywords

perfil da trinca, deslocamento, integral J, CTOD

perfil da trinca, deslocamento, integral J, CTOD