Título

PROPRIEDADES MICROESTRUTURAIS E MECÂNICAS DA LIGA BIOMÉDICA Ti-35Nb-7Zr LAMINADA A FRIO

MICROSTRUCTURAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF BIOMEDICAL ALLOY Ti-35Nb-7Zr COLD ROLLING

Autoria

Agnesini, Marília Vasconcellos; Schneider, Sergio; Schneider, Sandra Giacomin

DOI

10.5151/2594-5327-18039

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Resumo

O principal objetivo desse trabalho foi avaliar as propriedades microestruturais e mecânicas da liga Ti-35Nb-7Zr, visando obter um módulo de elasticidade mais baixo para melhorar a compatibilidade mecânica com o osso (17-40 GPa). A liga Ti-35Nb-7Zr foi produzida em forno a arco sob atmosfera de argônio. Os lingotes obtidos, com diâmetro inicial de 18 mm, foram submetidos a tratamento térmico de solubilização, laminação a frio e tratamento de recristalização até a espessura final de 2 mm. Para caracterizar a microestrutura utilizou-se técnicas de microscopia óptica, difração de raios X e dureza. A caracterização mecânica foi feita por meio de ensaios de tração para determinação do limite de resistência, do limite de escoamento 0,2% off set, do módulo de elasticidade e alongamento. Os resultados de análises microestruturais indicam tratar-se de uma liga do tipo Ti-β. Na condição solubilizada a liga possui dureza de 157 HV. Os valores de dureza nas condições: laminada a frio e recristalizada, foram 223 HV e 179 HV, respectivamente. As propriedades mecânicas limite de resistência (790 MPa) e limite de escoamento (606 MPa) foram maiores para a condição deformada, enquanto que o alongamento% (6%) foi menor comparados àqueles da condição recristalizada. Os resultados demonstram que a liga possui características para ser utilizada como biomaterial possuindo baixo módulo de elasticidade (60 GPa).

 

The aim of this work was to evaluate microstructural and mechanical properties of the Ti-35Nb-7Zr alloy to obtain lower elastic moduli and to improve the mechanical compatibility with the bone (17-35 GPa). Ti-35Nb-7Zr was produced in fusion by arc melting under argon atmosphere. The ingots, with the initial diameter of 18 mm were submitted to solution heat treatment, cold rolling until 2 mm of thickness and recrystallization treatment. The microstructural analyses were performed using Optical Microscopy, X-ray diffraction and hardness test. The mechanical characterization was evaluated through uniaxial tensile tests. The results of the microstructural analyses indicated that alloy is Ti-β. Vickers hardness value for Ti- 35Nb-7Zr in the β-solution treated condition was 157 HV. The values in the other conditions, cold rolling and recrystallization, were 223 and 179 HV, respectively. The highest values of the tensile strength (790MPa) and yield strength (606MPa) were obtained to cold rolling condition, mean while the lowest elongation (6%) compared to recrystallization condition. The results showed that Ti-35Nb-7Zr alloy can be considerable adequate to biomedical application because presented the low elastic modulus (60 GPa).

Palavras-chave

Ligas de Ti beta; Propriedades mecânicas; Módulo de elasticidade; Biomaterial.

Ti-β alloys; Ti-Nb-Zr; Mechanical properties; Microstructural properties.