Tribo(corrosão) da liga Ti-15Nb preparadas via fusão a arco e manufatura aditiva a laser

• Processo: 24/00330-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 22 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 21 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Conrado Ramos Moreira Afonso
• Beneficiário: Ana Júlia Possato Minorello da Silva
• 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: 22/11661-7 - EVOLUÇÃO MICROESTRUTURAL EM LIGAS Ti-15Nb PREPARADAS POR FUSÃO A ARCO E MANUFATURA ADITIVA, BP.IC
• Assunto(s): Caracterização microestrutural Resistência à corrosão
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização microestrutural | Fundição em Molde de Cobre | Ligas Beta de Ti | Manufatura aditiva a laser | resistência à corrosão | tribocorrosão | Biomateriais Metálicos para Implantes

Resumo

As ligas de titânio são conhecidas por suas aplicações biomédicas, principalmente em implantes ortopédicos, devido às suas propriedades como alta resistência mecânica, baixo módulo de elasticidade, biocompatibilidade, boa resistência à corrosão e baixa densidade. Com base nesses atributos, a liga Ti-6Al-4V (% em peso) tem sido amplamente utilizada. No entanto, alguns problemas médicos foram encontrados com os elementos de liga Al e V devido aos efeitos tóxicos. Além disso, a liga Ti-64 pode causar o efeito de escudo de tensões ("stress shielding"), destacando a necessidade de explorar alternativas mais viáveis. Neste contexto, as ligas ²-Ti surgem como uma solução favorável, sendo a liga Ti-15Nb (% em peso) um exemplo digno de nota sob investigação.Neste projeto, a liga Ti-15Nb será produzida por duas rotas de processamento diferentes: fusão a arco voltaico e manufatura aditiva a laser (LAM). Posteriormente, as amostras da liga serão submetidas a testes de corrosão e tribocorrosão em solução que simula o fluido corpóreo humano (SBF - "simulated body fluid"). Isto é importante devido às aplicações de implantes ortopédicos que estão sujeitos a cargas cíclicas e significativas em condições de meios corrosivos, como a presença de líquido sinovial. Por fim, serão realizadas análises de microestrutura, rugosidade e molhabilidade para entender os efeitos causados pelos testes de tribocorrosão e corrosão em condições.Para atingir esses objetivos, este projeto de iniciação científica (BEPE da FAPESP) propõe a realização de ensaios de corrosão e tribocorrosão no exterior na Universidade Politécnica de Valência (UPV) em Valência - Espanha com o prof. Vicente Amigó, onde estão disponíveis toda estrutura e equipamentos para execução da proposta. A caracterização será feita utilizando as técnicas: microscopia eletrônica de varredura (MEV) de amostras da liga Ti-15Nb (fundição e processo LAM) antes e após ensaios de corrosão/tribocorrosão; rugosidade através de microscopia confocal a laser (CLSM) e molhabilidade antes e após testes de corrosão/tribocorrosão; eventualmente, uma amostra após testes de corrosão/tribocorrosão será preparada por FIB (feixe de íons focados) para realizar análise de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) da superfície na escala nanométrica gerada após os testes. Um artigo científico está planejado para ser escrito e publicado resultante deste tema de pesquisa, avaliando e comparando-se o comportamento de amostras da liga Ti-15Nb (fundida e por LAM) em termos de resistência à corrosão e propriedades de tribocorrosão.