ISSN 2594-5327
68º Congresso da ABM — vol. 68, num.68 (2013)
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Resumo
Recentes estudos realizados em materiais para aplicações biomédicas têm sido focados em ligas de titânio que não possuam elementos tóxicos, apresentem biocompatibilidade e tenham módulo de elasticidade próximo ao do osso humano (10-40 GPa). As ligas do sistema Ti-xNb-3Fe (x=10 e 15%p.) foram obtidas por solidificação rápida e caracterizadas por medidas de relaxações anelásticas, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os espectros de relaxações anelásticas apresentaram um comportamento reversível em temperaturas entre 140 e 300K, sendo este resultado associado à transformação martensítica entre as fases β (ccc) e α” (ortorrômbica). Foi observado um aumento do módulo de elasticidade (endurecimento) do material entre 520 e 620K relacionado com a precipitação da fase ω (hexagonal). Em temperaturas acima de 620 K foi observada uma diminuição do módulo que foi atribuída à transformação da fase ω para a fase α estável. Os difratogramas de DRX evidenciaram a presença das fases β, ω e α, após as medidas de relaxações anelásticas. As microestruturas típicas apresentaram predominância da fase β e morfologia dendrítica. Os módulos de elasticidade dinâmicos, para as ligas Ti-10Nb-3Fe e Ti-15Nb-3Fe, foram de 76 e 71GPa tal como solidificadas e 86 e 68 GPa após tratamento térmico, respectivamente.
Recent studies on materials for biomedical applications have been focused on titanium alloys with highly biocompatibility, without toxic elements, and elastic modulus closed to that of human bone (10-40 GPa). Beta Ti-xNb-3Fe (x = 10 and 15 wt.%) alloys were obtained by rapid solidification and characterized by anelastic relaxations measurements, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Anelastic relaxations spectra showed a reversible behavior for temperatures between 140 and 300 K, this result was associated with the martensitic transformation of β (bcc) to α" (orthorhombic) phases. The elastic modulus measurements showed a hardening of the material between 520 and 620 K related to the ω phase (hexagonal) precipitation. At temperatures above 620 K it was observed a decreasing on dynamical elastic modulus which was assigned to the ω α phase transformation. XRD patterns confirmed the formation of β, α and ω phases, after mechanical relaxations measurements. Results confirmed a predominant β phase with dendritic morphology microstructure. The dynamical elastic moduli, for the Ti-10Nb-3Fe and Ti-15Nb-3Fe alloys, were 76 and 71 GPa as-quenched and 86 and 68 GPa after annealing, respectively.
Palavras-chave
Ligas β de titânio; Relaxação anelástica; Módulo de elasticidade; Transformação de fase.
β Titanium alloys; Anelastic relaxation; Elastic modulus; Phase transformation.
Como citar
Florêncio, Odila;
Chaves, Javier Andres Muñoz;
Junior, Paulo Sergio da Silva;
Marques, Paulo Wilmar Barbosa;
Santos, Matheus Felipe dos;
Afonso, Conrado Ramos Moreira.
ANELASTICIDADE E O MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO DO SISTEMA Ti-Nb-Fe RELACIONADOS COM TRANSFORMAÇÕES DE FASES
,
p. 4445-4453.
In: 68º Congresso da ABM,
São Paulo,
2013.
ISSN: 2594-5327
, DOI 10.5151/2594-5327-23663
