Laser cladding de pós obtidos por moagem de alta energia de ligas nanocristalinas Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn

• Processo: 15/17090-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 10 de dezembro de 2015
• Data de Término da vigência: 09 de março de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: André Luiz Vidilli
• Supervisor: Vicente Amigo Borras
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitat Politécnica de Valéncia (UPV), Espanha
• Vinculado à bolsa: 14/08936-8 - Avaliação de propriedades mecânicas de ligas nanocristalinas do sistema Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn, BP.IC
• Assunto(s): Metalurgia do pó Recobrimentos Moagem de alta energia Ligas de titânio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eutéticos ultrafinos | Laser Cladding | ligas de titânio | Ligas Metálicas Nanocristalinas | Moagem de alta energia | recobrimentos | Metarlugia do Pó

Resumo

A síntese de novas ligas nanocristalinas 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 nanocristalinas de Ti mostram alta resistência mecânica (1800-2500 MPa), baixo módulo elástico (50-110 GPa) e, como esperado, boa resistência à corrosão em vários meios. As ligas nanocristalinas Ti-Fe-Co e Ti-Fe-Sn descobertas recentemente exibem boa combinação de alta resistência mecânica e a corrosão e é adequado para a fabricação de ligas com boa resistência à corrosão e baixo módulo de elasticidade (E). 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,Mo)-Fe-Sn 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. A preparação dos pós das ligas do sistema Ti-(Nb,Mo)-Fe-Sn será realizado através do processo de moagem de alta energia (MAE) em um moinho ZOZ. O trabalho será desenvolvido a partir da preparação de amostras contendo algumas centenas de gramas (200 a 500 g). Após a preparação das amostras em quantidade suficiente, parte das mesmas será caracterizada e a outra parte sofrerá processos subseqüentes. Os recobrimentos de laser "cladding" dos pós em substrato de titânio serão realizados no departamento de engenharia mecânica da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) com o pelo Prof. Dr. João Fogagnolo. Todo o procedimento será acompanhado pelo bolsista. Serão variados os parâmetros de Laser, potência (W) e a velocidade de varredura do laser (mm/s). As trilhas individuais e sobrepostas passarão pela caracterização microestrutural (Ótico, MEV) e medidas de microdureza Vickers. No presente projeto de renovação da bolsa de IC são propostas as ligas nanocristalinas selecionadas (em relação ao projeto anterior do 1º ano de IC) Ti66Fe20Nb8Sn6 e Ti64Fe22Mo8Sn6 (%at), com o intuito de produzir recobrimentos sobre substratos de titânio através de Laser Cladding de pós obtidos por Moagem de Alta Energia (MAE). (AU)

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)

AFONSO, C. R. M.; VIDILLI, A. L.; SPINELLI, J. E.; RIVA, R.; AMIGO, V.; KIMINAMI, C. S.. An assessment of microstructure and properties of laser clad coatings of ultrafine eutectic beta Ti-Fe-Nb-Sn composite for implants. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, v. 328, p. 161-171, NOV 15 2017. (13/05987-8, 15/17090-8, 15/19978-6)