IMPACTO DO TRATAMENTO TÉRMICO NA EVOLUÇÃO DA MICROESTRUTURA E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DA LIGA TI-47NB PARA APLICAÇÕES BIOMÉDICAS: IMPACT OF HEAT TREATMENT ON MICROSTRUCTURE EVOLUTION AND CORROSION RESISTANCE OF TI-47NB ALLOY FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS

A CRESCENTE DEMANDA POR MATERIAIS BIOCOMPATíVEIS E MECANICAMENTE ROBUSTOS PARA APLICAçõES BIOMéDICAS NECESSITA DA EXPLORAçãO DE TRATAMENTOS TéRMICOS OTIMIZADOS PARA LIGAS COMO A TI-47NB. ESTE ESTUDO INVESTIGA A INFLUêNCIA DE DIFERENTES TEMPERATURAS DE TRATAMENTO TéRMICO NA MICROESTRUTURA, PROPRIEDADES MECâNICAS E RESISTêNCIA à CORROSãO DA LIGA TI-47NB. AS AMOSTRAS FORAM SUBMETIDAS A TRATAMENTOS TéRMICOS A 900°C, 1000°C E 1100°C, SEGUIDOS DE TêMPERA EM áGUA. TéCNICAS DE CARACTERIZAçãO, INCLUINDO MICROSCOPIA óPTICA, MICROSCOPIA ELETRôNICA DE VARREDURA (MEV), DIFRAçãO DE RAIOS X (DRX), TESTE DE MICRODUREZA VICKERS, TESTES DE CORROSãO E TESTES DE MOLHABILIDADE, FORAM EMPREGADAS PARA ANALISAR OS EFEITOS DESSES TRATAMENTOS. OS RESULTADOS DEMONSTRARAM QUE TEMPERATURAS MAIS ALTAS DE TRATAMENTO TéRMICO LEVARAM A UM AUMENTO DO TAMANHO MéDIO DE GRãOS E UM AUMENTO NA DOMINâNCIA DA FASE β, PARTICULARMENTE A 1100°C. ESTA EVOLUçãO MICROESTRUTURAL CORRESPONDEU A PROPRIEDADES MECâNICAS APRIMORADAS, COMO AUMENTO DA DUREZA. NO ENTANTO, A RESISTêNCIA à CORROSãO DIMINUIU COM TEMPERATURAS DE TRATAMENTO MAIS ALTAS, INDICANDO UMA COMPENSAçãO ENTRE O APRIMORAMENTO MECâNICO E A DURABILIDADE DO MATERIAL EM AMBIENTES CORROSIVOS. ALéM DISSO, OS TESTES DE MOLHABILIDADE SUGERIRAM UMA ENERGIA SUPERFICIAL MELHORADA EM TEMPERATURAS MAIS ALTAS, POTENCIALMENTE AUMENTANDO A BIOCOMPATIBILIDADE DA LIGA. O ESTUDO DESTACA A COMPLEXA RELAçãO ENTRE AS CONDIçõES DE TRATAMENTO TéRMICO E AS PROPRIEDADES RESULTANTES DAS LIGAS TI-47NB. VERIFICOU-SE QUE, EMBORA TEMPERATURAS MAIS ALTAS MELHOREM AS PROPRIEDADES MECâNICAS, ELAS AFETAM NEGATIVAMENTE A RESISTêNCIA à CORROSãO E PODEM ALTERAR A BIOCOMPATIBILIDADE. PESQUISAS FUTURAS DEVEM BUSCAR OTIMIZAR PROTOCOLOS DE TRATAMENTO TéRMICO PARA EQUILIBRAR ESSAS PROPRIEDADES DE FORMA EFICAZ, GARANTINDO A ADEQUAçãO DAS LIGAS TI-47NB PARA APLICAçõES BIOMéDICAS AVANçADAS.

THE INCREASING DEMAND FOR BIOCOMPATIBLE AND MECHANICALLY ROBUST MATERIALS FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS NECESSITATES THE EXPLORATION OF OPTIMIZED THERMAL TREATMENTS FOR ALLOYS SUCH AS TI-47NB. THIS STUDY INVESTIGATES THE INFLUENCE OF DIFFERENT HEAT TREATMENT TEMPERATURES ON THE MICROSTRUCTURE, MECHANICAL PROPERTIES, AND CORROSION RESISTANCE OF THE TI-47NB ALLOY. THE SAMPLES WERE SUBJECTED TO HEAT TREATMENTS AT 900°C, 1000°C, AND 1100°C, FOLLOWED BY QUENCHING IN WATER. CHARACTERIZATION TECHNIQUES, INCLUDING OPTICAL MICROSCOPY, SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM), X-RAY DIFFRACTION (XRD), VICKERS MICROHARDNESS TESTING, CORROSION TESTING, AND WETTABILITY TESTS, WERE EMPLOYED TO ANALYZE THE EFFECTS OF THESE TREATMENTS. THE RESULTS DEMONSTRATED THAT HIGHER HEAT TREATMENT TEMPERATURES LED TO AN INCREASE IN AVERAGE GRAIN SIZE AND AN INCREASED DOMINANCE OF THE β PHASE, PARTICULARLY AT 1100°C. THIS MICROSTRUCTURAL EVOLUTION CORRESPONDED TO ENHANCED MECHANICAL PROPERTIES, SUCH AS INCREASED HARDNESS. HOWEVER, THE CORROSION RESISTANCE DECREASED WITH HIGHER TREATMENT TEMPERATURES, INDICATING A TRADE-OFF BETWEEN MECHANICAL ENHANCEMENT AND MATERIAL DURABILITY IN CORROSIVE ENVIRONMENTS. ADDITIONALLY, WETTABILITY TESTS SUGGESTED IMPROVED SURFACE ENERGY AT HIGHER TEMPERATURES, POTENTIALLY ENHANCING THE ALLOY'S BIOCOMPATIBILITY. THE STUDY HIGHLIGHTS THE COMPLEX RELATIONSHIP BETWEEN HEAT TREATMENT CONDITIONS AND THE RESULTANT PROPERTIES OF TI-47NB ALLOYS. IT WAS FOUND THAT WHILE HIGHER TEMPERATURES IMPROVE MECHANICAL PROPERTIES, THEY ADVERSELY AFFECT CORROSION RESISTANCE AND MAY ALTER BIOCOMPATIBILITY. FUTURE RESEARCH SHOULD AIM TO OPTIMIZE HEAT TREATMENT PROTOCOLS TO BALANCE THESE PROPERTIES EFFECTIVELY, ENSURING THE SUITABILITY OF TI-47NB ALLOYS FOR ADVANCED BIOMEDICAL APPLICATIONS.

Palavras-chave

Ti-Nb; Tratamento Térmico; Corrosão; Biomateriais.

Ti-Nb; Heat Treatment; Corrosion; Biomaterials.

Como citar

SOUZA, BRUNO MARTINS DE; PEREIRA, NATHALIA RODRIGUES DE OLIVEIRA HABIB; GOMES, PATRICK DE LIMA; ELIAS, CARLOS NELSON; NASCIMENTO, MARVIN. IMPACTO DO TRATAMENTO TÉRMICO NA EVOLUÇÃO DA MICROESTRUTURA E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DA LIGA TI-47NB PARA APLICAÇÕES BIOMÉDICAS , p. 3678-3686. In: 77º Congresso Anual da ABM - Internacional, São Paulo, Brasil, 2024.
ISSN: 2594-5327 , DOI 10.5151/2594-5327-41545