Transformações de fase, microestrutura e propriedades mecânicas de novas ligas de titânio beta metaestáveis do sistema Ti-Nb-Zr-Fe (TNZF) para aplicação biomédica

Resumo

Na última década, metais raros com alto ponto de fusão (Nb, Ta e Zr) foram amplamente utilizados para fabricação de ligas de titânio biomédicas, tais como a liga TNZT-O (Ti-36Nb-2Ta-3Zr-0,3O % peso), desenvolvida por Saito, 2003. O uso destes elementos, entretanto, implica em um alto custo de obtenção de matérias primas e também, alta dificuldade de fabricação destas ligas. A adição conjunta de metais de baixo custo, tais como Mn, Fe ou Sn e elementos beta estabilizadores clássicos, como o Nb, é um vetor importante para o projeto de ligas com características desejáveis para aplicação estrutural na área biomédica. Neste trabalho, novas composições do sistema Ti-Nb-Zr-Fe serão exploradas quanto a transformações de fases, tratamentos térmicos de envelhecimento e propriedades mecânicas. Oito ligas dos sistemas Ti-Nb-Fe e Ti-Nb-Fe-Zr serão preparadas em forno a arco, sob atmosfera controlada. As amostras serão homogeneizadas em temperatura acima da temperatura beta transus, laminadas a quente e submetidas a diferentes tratamentos térmicos, variando-se as condições de resfriamento, tempo e temperatura. Após, as amostras serão caracterizadas por difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. O objetivo deste trabalho é entender a influência do elemento Fe como elemento de liga ternário ou quaternário, substituindo parte do teor de Nb, nos eventos de transformação de fase e nas propriedades mecânicas dessas novas ligas. As composições a serem estudadas foram obtidas considerando os parâmetros eletrônicos propostos por Morinaga, 1998. Ao final deste trabalho, espera-se obter uma composição ótima, de baixo custo e excelentes propriedades mecânicas.