Título

CARACTERIZAÇÃO DE LIGA MAGNÉSIO-ZINCO-CÁLCIO OBTIDA POR FUSÃO INDUTIVA EM COBERTURA DE SAIS ALCALINOS

CHARACTERIZATION OF MAGNESIUM-ZINC ALLOY OBTAINED BY INDUCTIVE FUSION IN COVER OF ALKALINE SALTS

Autoria

Fernandes, Márcio Teodoro; Castro, José Adilson de; Queiroz, Anderson Vergilio de; Silva, Leonardo Martins da; Dias, Evaldo Diniz; Carvalho, Jorge Alberto de Medeiros; Santos, Mayara Lisboa; Nilo, Priscila Sousa

DOI

10.5151/1516-392X-246

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Resumo

LIGAS À BASE DE MAGNÉSIO TÊM RECEBIDO ATENÇÃO ESPECIAL NOS ÚLTIMOS ANOS PARA APLICAÇÃO EM MATERIAIS BIOMÉDICOS, DEVIDO PRINCIPALMENTE A RESISTÊNCIA MECÂNICA E A DENSIDADE QUE SE ASSEMELHAM AOS TECIDOS ÓSSEOS, A BIOCOMPATIBILIDADE E AS CARACTERÍSTICAS DE BIOABSORÇÃO QUE POSSUEM. ENTRETANTO, PARA APLICAÇÃO COMO MATERIAL BIOMÉDICO, AS LIGAS DE MAGNÉSIO NECESSITAM SUPERAR DESAFIOS COMO O CONTROLE DA BIOCORROSÃO ALIADOS A SUAS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS. NESTE CAMPO, PROCESSOS TERMOMECÂNICOS SÃO UTILIZADOS PARA O MAPEAMENTO DAS VARIAÇÕES DAS TAXAS DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DAS MICROESTRUTURAS OBTIDAS (PROPRIEDADES MECÂNICAS). ESSE ESTUDO TEVE COMO OBJETIVO A FUSÃO DE UMA LIGA MG-ZN-CA, QUE SERÁ UTILIZADA COMO MATERIAL DE PARTIDA PARA INVESTIGAÇÃO DAS VARIAÇÕES DAS TAXAS DE CORROSÃO EM FUSÃO DO TRATAMENTO TERMOMECÂNICO E TAMBÉM SE ABORDOU A CARACTERIZAÇÃO DA LIGA OBTIDA NO ESTADO BRUTO DE FUSÃO E UM POSTERIOR RECOZIMENTO. A LIGA FOI FUNDIDA EM UM FORNO DE INDUÇÃO DE ALTA POTÊNCIA (300 KW) EM CADINHO DE CARBETO DE SILÍCIO EM COBERTURA DE SAIS (CLORETOS E FLUORETOS DE METAIS ALCALINOS) E RESFRIADA AO AR, EM SEGUIDA FOI SUBMETIDA A UM RECOZIMENTO A 400 ºC DURANTE 10 HORAS. A CARACTERIZAÇÃO CONSISTIU NA MEDIÇÃO DE DUREZA (VICKERS), CLASSIFICAÇÃO DO TAMANHO DE GRÃO (ASTM), CÁLCULO DA FRAÇÃO VOLUMÉTRICA (IMAGE J) E CLASSIFICAÇÃO DA MORFOLOGIA DA SEGUNDA FASE. AS AMOSTRAS APRESENTARAM GRÃOS EQUIAXIAIS COM TAMANHO 4 E 5 ASTM, FRAÇÕES VOLUMÉTRICA DE 5,22 E 1,04% DE SEGUNDA FASE, ESFEROIDIZADA POSICIONADA PREFERENCIALMENTE NOS CONTORNOS DOS GRÃOS E DUREZA DE 49,83 E 42,49 HV COM FUNDIDA E RECOZIDA RESPECTIVAMENTE. A ADIÇÃO DE ELEMENTOS DE LIGA MG E ZN PROPORCIONOU UM ACRÉSCIMO DE DUREZA E SURGIMENTO DE UMA SEGUNDA FASE QUE FORAM MINIMIZADAS COM O TRATAMENTO DE RECOZIMENTO O QUE COMPROVA A INTERAÇÃO ENTRE FRAÇÃO VOLUMÉTRICA DA SEGUNDA FASE, TAMANHO DE GRÃO E PROPRIEDADES MECÂNICAS.

 

Magnesium based alloys have received special attention in recent years for use in biomedical materials, mainly due to the strength and density that resemble the bone tissue, biocompatibility and bioabsoption features its have. However , for use as a biomedical material, magnesium alloys need to overcome challenges such as controlling bio corrosion combined with its mechanical characteristics . In this field , thermo-mechanical processes are used for mapping the changes in corrosion rates depending on the microstructures obtained ( mechanical properties ). This study aimed to fusion of a Mg- Zn-Ca alloy to be used as starting material for the investigation of changes in corrosion rates in fusion of thermomechanical treatment and also addressed the characterization of the alloy obtained in raw fusion and a subsequent annealing. The alloy was melted in a high-power induction furnace (300 kW) within the silicon carbide crucible in salt coverage (chlorides and fluorides of alkali metals) and cooled in air, and then was subjected to annealing at 400 ° C for 10 hours. The characterization was the hardness measurement (Vickers) , classification of grain size (ASTM ) , calculating the volume fraction (Image J) and the second phase morphology classification . Samples showed equiaxial grains of size 4 and 5 (ASTM), a phase volumetric fractions of 5.22 and 1.04 % , a second phase spheroidized and positioned preferably at the grain boundaries and hardness (HV) with 49.83 and 42.49 as cast and annealed respectively. The addition of Mg and Zn alloying elements provided an increase in hardness and the appearance of a second phase were minimized by annealing treatment which proves the interaction volume fraction of the second phase, grain size and mechanical properties.

Palavras-chave

LIGA DE MAGNÉSIO, ADIÇÃO DE CÁLCIO, ADIÇÃO DE ZINCO, RECOZIMENTO LIGA DE MAGNÉSIO, BIOCOMPATÍVEL.

magnesium alloy, calcium addition, zinc addition, magnesiuM alloy annealing, biocompatible