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Refusão Superficial a Laser de Ligas Beta Ti produzidas por Metalurgia do Pó para aplicações como Biomateriais para Implantes.

Resumo

A síntese de novas ligas nanocristalinas e metaestáveis à base de Ti tem sido amplamente pesquisada devido às suas boas propriedades de engenharia. Estas ligas são industrialmente importantes como materiais estruturais e funcionais. Ligas BMG ("bulk metallic glasses") da ordem de mm de Ti mostram alta resistência mecânica (1800-2500 MPa), baixo módulo de elasticidade (50-110 GPa) e, como esperado, boa resistência à corrosão em vários meios. O aumento na expectativa de vida torna necessário o desenvolvimento científico e tecnológico dos biomateriais, principalmente aqueles com aplicação em ortopedia. Esta pesquisa visa a produção, o processamento e a otimização de propriedades de ligas Ti-Nb-Fe-Sn e Ti-Mo-Zr-Fe para uso em implantes milimétricos (pinos, etc). As ligas metálicas utilizadas atualmente no Brasil possuem módulo de elasticidade (E) muito maior que o do osso humano (E = 10 a 30 GPa): Aço (200 GPa), Ligas Co-Cr (220 GPa), Ti-6Al-4V (110 GPa) e a busca por ligas com melhor biocompatibilidade mecânica e química é necessária.No presente projeto são propostas ligas Beta de Ti dos sistemas Ti-Mo-Zr-Fe (TMZF), a liga modificada Ti-Mo-Nb-Fe (TMNF) e Ti-Nb-(Fe)-Sn (%peso) para comparar ligas com diferentes teores de elementos Beta-estabilizadores, e possivelmente formando diferentes combinações de fases e microestruturas. Assim espera-se que diferentes ligas (composições) e diferentes rotas de processamento (fundição para 100% densa), sinterização por PM (porosidade ~5%) e refusão superficial a laser (RSL) das amostras de PM (porosa por dentro e camada superficial densa), darão uma combinação mais favorável de microestrutura e propriedades, objetivando o módulo E (GPa) mais baixo possível.O objetivo deste trabalho é verificar e comparar, através de resultados experimentais, o potencial da refusão à laser (RSL) em Ligas ²-Ti porosas de metalurgia do pó (PM) na modificação de microestrutura e propriedades, como o módulo de elasticidade, E (GPa), em relação às ligas densas fundidas. Os efeitos das mudanças estruturais propostas para implantes biomédicos sobre as propriedades e rigidez da peça com a introdução dos poros inerente da PM, serão comparando com as de uma peça densa (fundida). (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SANTOS, R. F. M.; RICCI, V. P.; AFONSO, C. R. M. Influence of Swaging on Microstructure, Elastic Modulus and Vickers Microhardness of beta Ti-40Nb Alloy for Implants. Journal of Materials Engineering and Performance, v. 30, n. 5, SI APR 2021. Citações Web of Science: 0.

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