Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Processamento, caracterização microestrutural e avaliação das propriedades mecânicas de compressão e microdureza das ligas (85-x)Ti-15Mo- xNb (x = 13, 16 e 19 %at) tratadas termicamente
Autor(es): MARCON, Hulisses Boneti
Primeiro Orientador: SILVA, Gilbert
metadata.dc.contributor.advisor-co1: CAPELLATO, Patricia
Resumo: Com o aumento da expectativa de vida da população, o desenvolvimento de biomateriais tem se intensificado, visando o aprimoramento de suas propriedades e aplicações. Nesse contexto, as próteses biomédicas evoluíram significativamente, desempenhando um papel essencial na melhoria da qualidade de vida dos pacientes. As ligas de titânio destacam-se como materiais utilizados em próteses devido à sua elevada resistência à corrosão, resistência mecânica e excelente biocompatibilidade. Além disso, a incorporação de elementos como molibdênio e nióbio são investigados como uma estratégia para otimizar essas propriedades, potencializando sua durabilidade e desempenho em aplicações biomédicas. Este estudo tem como objetivo o processamento, a caracterização da microestrutura e avaliação das propriedades mecânicas de dureza e compressão das ligas Ti-15Mo-xNb (x=13, 16 e 19 % em peso) produzidas por fusão a arco, tratamento térmico de homogeneização, forjamento a frio e tratamento térmico de solubilização. A caracterização química dos materiais foi obtida por meio da técnica de espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e medidas de massa específica. A análise estrutural foi obtida por difratometria de raios X, enquanto a caracterização da microestrutura foi obtida por microscopia ótica e eletrônica de varredura. Foi realizado a análise das propriedades mecânicas através do ensaio de compressão e ensaio de microdureza Vickers. Os resultados de composição química por (EDS) indicaram que a estequiometria proposta foi respeitada. Os resultados microestruturais indicam na liga Ti-15Mo-13Nb uma fase β predominantemente e preciptados dispersos da fase α” e nas ligas Ti-15Mo-16Nb e Ti-15Mo-19Nb apenas a fase β. Com o aumento do teor de nióbio nas ligas, os valores de dureza e os valores das proprieadades mecânicas, aumentaram respectivamente. Os resultados de alta dureza e baixo módulo de elasticidade encontrados nestas ligas indicam propriedades favoráveis de antidesgaste. As ligas apresentaram significativo potencial para ser aplicada como biomaterial.
Abstract: The increase in the population's life expectancy has led to a significant development in the field of biomaterials research, with a focus on enhancing the properties and applications of these materials. In this context, biomedical prostheses have undergone substantial advancements, playing a crucial role in improving patients' quality of life. Titanium alloys have emerged as prominent materials utilized in prosthetics due to their exceptional properties, including high resistance to corrosion, remarkable mechanical strength, and outstanding biocompatibility. The incorporation of elements such as molybdenum and niobium is a subject of investigation as a strategy to optimize the properties, enhancing their durability and performance in biomedical applications. The objective of this study is to process, characterize the microstructure, and evaluate the mechanical properties of hardness and compression of Ti-15Mo-xNb alloys (x=13, 16, and 19 wt.%) produced by arc melting, homogenization heat treatment, cold forging, and solubilization heat treatment. The chemical characterization of the materials was obtained using the energy dispersive spectroscopy (EDS) technique and specific mass measurements. Structural analysis was performed by X-ray diffraction, while microstructural characterization was performed by optical and scanning electron microscopy. The mechanical properties were analyzed by compression test and Vickers microhardness test. The chemical composition results by (EDS) indicated that the proposed stoichiometry was respected. The microstructural results show a predominance of the β phase and dispersed precipitates of the α" phase in the Ti-15Mo- 13Nb alloy and only the β phase in the Ti-15Mo-16Nb and Ti-15Mo-19Nb alloys. As the niobium content in the alloys increased, the hardness and mechanical property values increased. The results of high hardness and low modulus of elasticity found in these alloys indicate favorable wear resistance properties. The alloys showed significant potential for biomaterial applications.
Palavras-chave: Ligas titânio
Propriedades mecânicas
Módulo de elasticidade
Biomaterial
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4203
Data do documento: 6-Fev-2025
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