Orientador: Marcelo Ferraz Mesquita / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-13T01:45:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunez-Pantoja_JulianaMariaCosta_M.pdf: 1598691 bytes, checksum: 51e66dbbaa613ed9f590b34957e5cd17 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo desse estudo foi: 1) Examinar por meio de radiografias, a incidência de porosidade interna em estruturas fundidas em titânio comercialmente puro, com diferentes diâmetros de secção transversal; 2) Analisar essa incidência em uniões soldadas a laser, com diferentes distâncias de soldagens, em espécimes de Ti cp e Ti-6Al-4V, variando o diâmetro da secção transversal; 3) Avaliar a resistência à fadiga dessas uniões e correlacionar esses achados com os resultados das analises radiográficas das uniões. Para a primeira análise, 60 halteres (n=20) com diâmetro de 1,5; 2,0 e 3,5 mm de secção transversal foram fundidos em Ti cp, por meio da técnica da cera perdida utilizando-se o sistema Rematitan. Os halteres receberam acabamento e polimento e foram submetidos à análise radiográfica (90 KV, 15 mA, 0,6 segundos e 10 a 13 mm de distância) com filme periapical. As radiografias foram analisadas visualmente quanto à presença de porosidade interna em toda a extensão dos halteres, e apenas na porção do diâmetro central. Os resultados foram submetidos ao teste Qui-quadrado (5%). Foi possível visualizar essas porosidades na maioria (91,7%) dos espécimes fundidos, especialmente nos de diâmetros mais delgados. Para a análise radiográfica das uniões soldadas a laser em espécimes de Ti-6Al-4V, 60 halteres com as mesmas dimensões foram usinados em liga de Ti-6Al-4V. Os halteres foram seccionados e soldados utilizando duas distâncias de soldagem (0,0 e 0,6 mm). O cruzamento das variáveis (distância e diâmetro) gerou seis grupos (n=10). A soldagem a laser foi realizada utilizando-se 360V/8ms (1,5 e 2,0 mm) e 380V/9ms (3,5 mm), com foco e freqüência regulados em zero. As uniões receberam acabamento e polimento e foram submetidas à idêntica análise radiográfica, verificando-se a presença de porosidades internas nas uniões. Os resultados, analisados pelo teste Qui-quadrado (5%), permitiram afirmar que é possível visualizar porosidade nas uniões analisadas. Para halteres de 1,5 mm, a incidência foi maior quando a distância entre as partes soldadas era 0,6 mm; ao contrário, para espécimes de 3,5 mm, essa incidência nessa distância foi menor. Para as análises radiográficas das uniões no Ti cp, 60 halteres fundidos e isentos de porosidade interna na região do diâmetro central, com as mesmas dimensões, foram seccionados, soldados e analisados da mesma maneira que para os espécimes de Ti-6Al-4V, sendo possível visualizar poros nas uniões. Em espécimes delgados (1,5 e 2,0 mm), a incidência de porosidade é maior quando a abertura da junta é maior. Entretanto, para espécimes de 3,5 mm a incidência é alta para ambas as distâncias de soldagem, sem diferença estatística. Para o estudo de resistência à fadiga das uniões em Ti-6Al-4V, os mesmos espécimes soldados que foram utilizados no segundo estudo, associados a espécimes intactos formaram 9 grupos (n=10). Esses espécimes foram submetidos a ensaios de ciclagem mecânica e o número de ciclos resistidos até a fratura foi registrado. A superfície de fratura foi examinada por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os testes de Kruskal-Wallis e Dunn (5%) indicaram que o número de ciclos necessários para a fratura foi menor para todos os espécimes com distância de 0,6 mm, e para os espécimes de 3,5 mm distância 0,0 mm. O coeficiente de Spearman (5%) indicou correlação negativa entre número de ciclos e presença de porosidade nas radiografias. Finalmente, para a análise de resistência à fadiga das uniões no Ti cp, os mesmos halteres soldados do terceiro estudo associados a halteres intactos foram submetidos a similares ensaios mecânicos que os realizados no quarto estudo. Os números de ciclos necessários para a fratura foram registrados e a superfície fraturada, examinada igualmente, podendo-se tecer conclusões similares. Assim, concluiu-se que a qualidade das uniões é melhor quando espécimes mais delgados são soldados com justaposição das partes; e que a análise radiográfica é eficiente para se checar a presença de porosidades internas em espécimes fundidos e em uniões soldadas a laser. / Abstract: soldados e analisados da mesma maneira que para os espécimes de Ti-6Al-4V, sendo possível visualizar poros nas uniões. Em espécimes delgados (1,5 e 2,0 mm), a incidência de porosidade é maior quando a abertura da junta é maior. Entretanto, para espécimes de 3,5 mm a incidência é alta para ambas as distâncias de soldagem, sem diferença estatística. Para o estudo de resistência à fadiga das uniões em Ti-6Al-4V, os mesmos espécimes soldados que foram utilizados no segundo estudo, associados a espécimes intactos formaram 9 grupos (n=10). Esses espécimes foram submetidos a ensaios de ciclagem mecânica e o número de ciclos resistidos até a fratura foi registrado. A superfície de fratura foi examinada por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os testes de Kruskal-Wallis e Dunn (5%) indicaram que o número de ciclos necessários para a fratura foi menor para todos os espécimes com distância de 0,6 mm, e para os espécimes de 3,5 mm distância 0,0 mm. O coeficiente de Spearman (5%) indicou correlação negativa entre número de ciclos e presença de porosidade nas radiografias. Finalmente, para a análise de resistência à fadiga das uniões no Ti cp, os mesmos halteres soldados do terceiro estudo associados a halteres intactos foram submetidos a similares ensaios mecânicos que os realizados no quarto estudo. Os números de ciclos necessários para a fratura foram registrados e a superfície fraturada, examinada igualmente, podendo-se tecer conclusões similares. Assim, concluiu-se que a qualidade das uniões é melhor quando espécimes mais delgados são soldados com justaposição das partes; e que a análise radiográfica é eficiente para se checar a presença de porosidades internas em espécimes fundidos e em uniões soldadas a laser. specimens (1.5 and 2.0 mm), the porosity incidence is higher when the joint distance is larger. However, in 3.5 mm specimens, the incidence is high for both joint openings, without statistical difference. To Ti-6Al-4V joints fatigue strength study, the same laser-welded specimens analyzed in second study associated with the intact specimens made a total of 9 groups (n=10). These specimens were submitted to mechanical cyclic tests, and the number of cycles until failure was recorded. The fracture surface was examined with a scanning electron microscope (SEM). Kruskal-Wallis and Dunn test (5%) indicated that the number of cycles required for fracture was lower for all the diameters with joint openings of 0.6 mm, and for 3.5 mm diameter for the 0.0 mm joint openings. The Spearman correlation coefficient (5%) indicated a negative correlation between number of cycles and presence of porosity in radiographies. To CP Ti joints fatigue strength test, the last study, the same laser-welded specimens analyzed in third study associated with the intact specimens were submitted to similar mechanical cyclic test than fourth study. The number of cycles until failure was either recorded and the fracture surface was examined the same way. Conclusions can be weaved similar the anterior study. Within the limitations of these studies, it could be concluded that joints quality is better when thin specimens are welded with no distance among welding parts; and that radiography analyzes are efficient to check internal porosity in casted specimens and in laser-welded joints. / Mestrado / Protese Dental / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: Mauro Antonio de Arruda Nobilo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:09:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cariello_MauricioPompeu_M.pdf: 1539853 bytes, checksum: 66ce285cbbabfeefc457ae942dd8e5a1 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A falta de passividade de infra-estruturas protéticas implantossuportadas pode acarretar problemas mecânicos e biológicos de grande importância. A proposta deste trabalho foi avaliar, pela técnica da fotoelasticidade, a tensão após o torque de estruturas metálicas protéticas implantossuportadas. Simulando a curvatura de uma mandíbula humana, foi confeccionada uma matriz em aço inoxidável e instalados 5 análogos de pilares do tipo Micro-Unit (Conexão Sistemas de Próteses - São Paulo - Brasil), dispostos simetricamente. Pela técnica convencional da cera perdida e fundição em titânio c.p., foram fabricadas duas infra-estruturas em monobloco, uma pela técnica convencional e outra adaptada sobre cilindros de titânio. Pelo método CAD/CAM (Computer-Aided Design/Computer-Assisted Manufacturing) foi confeccionada uma infra-estrutura fresada por computador (CAM StructSURE® - 3i Implant Innovations), onde pilares da matriz metálica foram digitalizados a laser e, posteriormente, um bloco de titânio foi usinado originando uma infra-estrutura em monobloco. A matriz metálica foi moldada com silicone de duplicação (Silicone Master ? Talladium do Brasil) pela técnica de moldagem com transferentes quadrados unidos com resina acrílica (GC Pattern - GC Dental). A partir deste molde, foi obtida a matriz em resina fotoelástica (Araldite ? Araltec) com 5 implantes unidos a pilares Micro-Unit incorporados (Master Screw ? Conexão - SP). O estudo foi dividido em três grupos e foi confeccionada uma estrutura metálica para cada grupo com forma e tamanho padronizados de acordo com o protocolo clínico e laboratorial preconizados por Branemark e cols. No grupo I, foi confeccionada uma infraestrutura em titânio fundida em monobloco. No grupo II, realizou-se a técnica da soldagem a laser (Desktop Dentaurum ? Alemanha) na união da borda dos cilindros de titânio à infra-estrutura (Conexão), permitindo maior adaptação. No grupo III foi confeccionada uma infra-estrutura em monobloco pelo método CAD/CAM, onde a matriz de aço inoxidável foi escaneada a laser e a peça foi fresada a partir de um bloco de titânio maciço (3i Implant Innovations). O assentamento passivo foi avaliado pela análise fotoelástica, onde todos os parafusos receberam torque de 10Ncm e as franjas isocromáticas foram analisadas por um polariscópio circular acoplado a uma máquina fotográfica digital (Cyber-Shot DSC-717 - Sony) que registrou as imagens. Os resultados evidenciaram maior concentração de tensão no implante central 3 em todos os grupos, sendo que nos grupos II e III a tensão foi consideravelmente menor que no grupo I. A infra-estrutura fundida em monobloco apresentou elevado grau de tensão distribuída em praticamente todos os implantes, sendo necessário aperfeiçoamento do método. A técnica de soldagem de borda de cilindros de titânio demonstrou ser viável com resultados superiores à tecnologia CAD/CAM / Abstract: The lack of passivity of the implant supported prosthesis may lead to mechanical and biological disorders. The purpose of this research was to evaluate, using photoelasticity analysis, the stress over the implants after tightening the prosthesis superstructure. Simulating the mandible anatomy, a stainless steel matrix was used with 5 Micro-Unit abutments (Conexão Sistemas de Próteses ? São Paulo ? Brazil), positioned symmetrically. Using the lost wax and titanium casting technique were fabricated two superstructures, one in one-piece and the other one adapted and soldered over five titanium cylinders. By the CAD/CAM technique (Computer-Aided Design/Computer-Assisted Manufacturing) one superstructure was fabricated, using laser to digitalize the abutments of the matrix and after this procedure the bar was designed and an titanium block was cut originating one-piece bar (CAM StructSURE® - 3i Implant Innovations). The matrix was forged with duplication silicone (Silicone Master ? Talladium do Brazil) connecting the transfers abutments with acrylic resin (GC Pattern - GC Dental). From the cast was fabricated the photoelastic model (Araldite ? Araltec) with five regular implants in it (Master Screw ? Conexão - SP). The research had three groups and the superstructure had the shape used by Branemark et al.. The group I, II and III were formed by the one-piece bar, one-piece bar soldered over titanium cylinders and one-piece bar made by the CAD/CAM technique (3i Implant Innovations), respectively. The passive fit was evaluated using photoelastic analysis and all screws had a 10Ncm torque and the fringes were analyzed by a round polariscope with a digital photo machine coupled on it (Cyber-Shot DSC-717 - Sony), which registered the images. The results demonstrated the tension concentration over the middle implant (3) in all groups, but the groups I and II showed less tension concentration than the group I. The border soldering technique was viable with better results compared to the CAD/CAM technique / Mestrado / Protese Dental / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: Mauro Antonio de Arruda Nobilo. / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-14T23:46:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cariello_MauricioPompeu.pdf: 14825222 bytes, checksum: dd8b86773e817cddafc6cf356350abd7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A ausência de passividade de infra-estruturas protéticas implantossuportadas pode gerar problemas mecânicos e biológicos de grande importância sobre os implantes. Utilizando as técnicas de análise fotoelástica e extensométrica, o objetivo neste trabalho foi avaliar a tensão após a instalação de infra-estruturas metálicas protéticas implantossuportadas sobre cinco implantes. Foi confeccionada uma matriz em aço inoxidável e instalados 5 análogos de pilares do tipo Micro-Unit (Conexão Sistemas de Próteses - São Paulo - Brasil), dispostos simetricamente de acordo com o protocolo preconizado por Branemark. O estudo foi separado em três grupos. O grupo I foi representado por uma infraestrutura de titânio fundida em monobloco. No grupo II, a infra-estrutura em monobloco foi adaptada sobre cilindros de titânio pela técnica da soldagem de borda a laser (Desktop Dentaurum - Alemanha). No grupo III, foi confeccionada por computador uma infra-estrutura em monobloco de titânio pelo método CAD/CAM (3i Implant Innovations - EUA). Para a obtenção da matriz em resina fotoelástica (Araldite - Araltec) foi realizada a moldagem de transferência (Silicone Master - Talladium do Brasil) dos pilares Micro-Unit da matriz de aço inoxidável. O assentamento passivo foi avaliado pelas análises fotoelástica, quando todos os parafusos receberam torque de 10Ncm sendo as tensões analisadas por polariscópio circular e registradas por máquina fotográfica digital (Cyber-Shot DSC-717 - Sony). Posteriormente, foram instalados extensômetros de superfície na região entre os implantes para verificar as tensões geradas entre os mesmos após a instalação de cada infra-estrutura. Os resultados evidenciaram que a infraestrutura fundida em monobloco apresentou maior grau de tensão sobre os implantes enquanto as técnicas de soldagem de borda de cilindros de titânio e CAD/CAM demonstraram ser viáveis, com resultados satisfatórios. / Abstract: The lack of passivity of the implant supported prosthesis may lead to mechanical and biological disorders over the implants. By the photoelastic and strain gauge analysis, the purpose of this research was to evaluate the stress over the implants after tightening the prosthesis superstructure over five dental implants. A stainless steel matrix was manufactured and used with 5 Micro-Unit abutments (Conexao Sistemas de Proteses - Sao Paulo - Brazil), positioned symmetrically according to the Branemark protocol. This research has three groups: group I has one-piece bar. The group II has one-piece bar adapted and soldered over titanium cylinders. The group III has one-piece bar made by the CAD/CAM technique (3i Implant Innovations - EUA). The matrix was forged with duplication silicone (Silicone Master - Talladium do Brazil) connecting the transfers abutments with acrylic resin (GC Pattern - GC Dental). From the cast was fabricated the photoelastic model (Araldite - Araltec) with five regular implants in it (Master Screw - Conexao - SP). The passive fit was evaluated using photoelastic and strain gauge analysis and all screw had a 10Ncm torque. The fringes were analyzed by a round polariscope with a digital photo machine coupled on it (Cyber-Shot DSC-717 - Sony), which registered the images and the tension was recorded by the strain gauges coupled on a computer. The results demonstrated that the tension concentration over the group I was high in all dental implants, being necessary to improve the manufacturing technique. The border soldering technique proved to be viable with satisfactory result as the CAD/CAM technique. / Tese (Douttorado) - Universida / Protese Dental / Doutor em Clínica Odontológica

O objetivo deste trabalho foi comparar, por meio de teste de microdureza e técnicas de caracterização metalúrgica, que inclui a metalografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (energy dispersive spectroscopy EDS), propriedades mecânicas e metalúrgicas de juntas soldadas pelos métodos TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr (FIT-CAST SB). As regiões estudadas em cada amostra foram o metal de base (MB), a zona termicamente afetada (ZTA) e a zona de fusão (ZF). Foram confeccionados 40 corpos-de-prova cilíndricos, em forma de bastão, com 2,5mm de diâmetro e 18,0mm de comprimento, obtidos apartir de fundição odontológica por centrifugação (técnica da cera perdida). Foram separados vinte cilindros para cada técnica, que após a soldagem formaram grupos de dez amostras para cada procedimento. A microestrutura do MB apresentou-se como uma matriz de uma solução sólida à base de Ni-Cr contendo um típico arranjo dendrítico de estrutura eutética. A liga apresentou precipitados metálicos na região interdendrítica da estrutura eutética. A análise química semi-quantitativa obtida através da técnica de EDS apresentou resultados compatíveis com a composição química quantitativa fornecida pelo fabricante da liga. Na brasagem, o MB e a ZF apresentaram microestruturas distintas. A ZF apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o MB. Nos corpos de prova unidos pelo processo de brasagem, a média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF foram respectivamente 83,501, 87,782 e 127,520. A análise estatística t-Student revelou diferenças significativas entre as regiões MB e ZF. No processo TIG, a microestrutura da ZF apresentou aspecto semelhante a do MB, porém, com o arranjo dendrítico mais refinado. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF apresentou resultados semelhantes aos obtidos para o MB. Os corpos de prova apresentaram média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF respectivamente de: 74,607, 71,649 e 75,409. A análise estatística t-Student não revelou diferenças significativas entre as regiões analisadas. De acordo com a metodologia aplicada neste estudo e apartir da análise estatística dos dados obtidos, pode-se concluir que: o processo de união por brasagem gerou diferenças microestruturais e de microdureza Vickers entre a ZF e o MB; nas juntas soldadas pelo método TIG, os ensaios de microdureza Vickers revelaram uniformidade no comportamento mecânico entre a ZF, a ZTA e o MB; o processo de soldagem TIG gerou uma microestrutura bem semelhante entre a ZF e o MB e acarretou naquela apenas um arranjo dendrítico de estrutura eutética mais refinado; a análise química por EDS revelou que não houve variação de composição química significativa entre o MB e a ZF das juntas soldadas por ambos os métodos. / The purpose of this study was to compare, by means of microhardness testing and metallurgical characterization techniques as metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS), mechanical and metallurgical properties of welded joints by TIG and brazing methods in a dental alloy based on Ni-Cr (FIT-CAST SB). The studied regions in each sample were the base metal (MB), the heat affected zone (ZTA) and the fusion zone (ZF). Forty cylindrical bodies-of-proof, stick-shaped, with 2.5mm diameter and 18.0mm in length were made from dental casting by centrifugation (lost wax technique). Twenty cylinders were used for each technique, which formed, after the welding, groups of ten samples for each procedure. The microstructure of the MB is presented as a matrix of a solid solution based on Ni-Cr with a typical dendritic arrangement of eutectic structure. The alloy presented metallic precipitates in the interdendritic region of the eutectic structure. The semiquantitative chemical analysis obtained by EDS technique showed results consistent with the quantitative chemical composition provided by the alloy manufacturer. In the brazing method, the MB and ZF showed different microstructures. The ZF showed a rough dendritic morphology with the presence of precipitates and porosities. The semiquantitative chemical analysis by EDS of the ZF had very similar results to those obtained for the MB. In the bodies-of-proof joined by the brazing process, the average Vickers microhardness for the MB, ZTA and ZF were respectively 83.501, 87.782 and 127.520. The t-Student statistical analysis revealed significant differences between the MB and ZF regions. In the TIG process, the microstructure of ZF presented similar aspect to the MB, but with a more refined dendritic arrangement. The semiquantitative chemical analysis by EDS of ZF presented similar results to those obtained for the MB. The bodies-of-proof had an average Vickers microhardness of the MB, ZTA and ZF respectively: 74.607, 71.649 and 75.409. The t-Student statistical analysis revealed no significant differences between the studied regions. According to the methodology applied in this study and from the statistical analysis of the obtained data, we can conclude that the process of union by brazing created microstructural and Vickers microhardness differences between the ZF and MB; in welded joints by the TIG method, the Vickers microhardness tests showed uniformity in the mechanical behavior among the ZF, ZTA and MB; the TIG welding process generated a very similar microstructure between the ZF and MB and made on that just a dendritic arrangement of more refined eutectic structure; the EDS chemical analysis revealed that there was no significant change in the chemical composition between the MB and ZF of welded joints by both methods.

O objetivo deste trabalho foi comparar, por meio de teste de microdureza e técnicas de caracterização metalúrgica, que inclui a metalografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (energy dispersive spectroscopy EDS), propriedades mecânicas e metalúrgicas de juntas soldadas pelos métodos TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr (FIT-CAST SB). As regiões estudadas em cada amostra foram o metal de base (MB), a zona termicamente afetada (ZTA) e a zona de fusão (ZF). Foram confeccionados 40 corpos-de-prova cilíndricos, em forma de bastão, com 2,5mm de diâmetro e 18,0mm de comprimento, obtidos apartir de fundição odontológica por centrifugação (técnica da cera perdida). Foram separados vinte cilindros para cada técnica, que após a soldagem formaram grupos de dez amostras para cada procedimento. A microestrutura do MB apresentou-se como uma matriz de uma solução sólida à base de Ni-Cr contendo um típico arranjo dendrítico de estrutura eutética. A liga apresentou precipitados metálicos na região interdendrítica da estrutura eutética. A análise química semi-quantitativa obtida através da técnica de EDS apresentou resultados compatíveis com a composição química quantitativa fornecida pelo fabricante da liga. Na brasagem, o MB e a ZF apresentaram microestruturas distintas. A ZF apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o MB. Nos corpos de prova unidos pelo processo de brasagem, a média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF foram respectivamente 83,501, 87,782 e 127,520. A análise estatística t-Student revelou diferenças significativas entre as regiões MB e ZF. No processo TIG, a microestrutura da ZF apresentou aspecto semelhante a do MB, porém, com o arranjo dendrítico mais refinado. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF apresentou resultados semelhantes aos obtidos para o MB. Os corpos de prova apresentaram média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF respectivamente de: 74,607, 71,649 e 75,409. A análise estatística t-Student não revelou diferenças significativas entre as regiões analisadas. De acordo com a metodologia aplicada neste estudo e apartir da análise estatística dos dados obtidos, pode-se concluir que: o processo de união por brasagem gerou diferenças microestruturais e de microdureza Vickers entre a ZF e o MB; nas juntas soldadas pelo método TIG, os ensaios de microdureza Vickers revelaram uniformidade no comportamento mecânico entre a ZF, a ZTA e o MB; o processo de soldagem TIG gerou uma microestrutura bem semelhante entre a ZF e o MB e acarretou naquela apenas um arranjo dendrítico de estrutura eutética mais refinado; a análise química por EDS revelou que não houve variação de composição química significativa entre o MB e a ZF das juntas soldadas por ambos os métodos. / The purpose of this study was to compare, by means of microhardness testing and metallurgical characterization techniques as metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS), mechanical and metallurgical properties of welded joints by TIG and brazing methods in a dental alloy based on Ni-Cr (FIT-CAST SB). The studied regions in each sample were the base metal (MB), the heat affected zone (ZTA) and the fusion zone (ZF). Forty cylindrical bodies-of-proof, stick-shaped, with 2.5mm diameter and 18.0mm in length were made from dental casting by centrifugation (lost wax technique). Twenty cylinders were used for each technique, which formed, after the welding, groups of ten samples for each procedure. The microstructure of the MB is presented as a matrix of a solid solution based on Ni-Cr with a typical dendritic arrangement of eutectic structure. The alloy presented metallic precipitates in the interdendritic region of the eutectic structure. The semiquantitative chemical analysis obtained by EDS technique showed results consistent with the quantitative chemical composition provided by the alloy manufacturer. In the brazing method, the MB and ZF showed different microstructures. The ZF showed a rough dendritic morphology with the presence of precipitates and porosities. The semiquantitative chemical analysis by EDS of the ZF had very similar results to those obtained for the MB. In the bodies-of-proof joined by the brazing process, the average Vickers microhardness for the MB, ZTA and ZF were respectively 83.501, 87.782 and 127.520. The t-Student statistical analysis revealed significant differences between the MB and ZF regions. In the TIG process, the microstructure of ZF presented similar aspect to the MB, but with a more refined dendritic arrangement. The semiquantitative chemical analysis by EDS of ZF presented similar results to those obtained for the MB. The bodies-of-proof had an average Vickers microhardness of the MB, ZTA and ZF respectively: 74.607, 71.649 and 75.409. The t-Student statistical analysis revealed no significant differences between the studied regions. According to the methodology applied in this study and from the statistical analysis of the obtained data, we can conclude that the process of union by brazing created microstructural and Vickers microhardness differences between the ZF and MB; in welded joints by the TIG method, the Vickers microhardness tests showed uniformity in the mechanical behavior among the ZF, ZTA and MB; the TIG welding process generated a very similar microstructure between the ZF and MB and made on that just a dendritic arrangement of more refined eutectic structure; the EDS chemical analysis revealed that there was no significant change in the chemical composition between the MB and ZF of welded joints by both methods.

Orientador: Marcelo Ferraz Mesquita / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-17T15:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunez-Pantoja_JulianaMariaCosta_D.pdf: 1479308 bytes, checksum: ee8715e20b041116b795969befba2c72 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este estudo avaliou a resistência à ciclagem mecânica de estruturas confeccionadas em liga de Ti-6Al-4V e em Ti cp, submetidas à soldagem a laser (L) e ao procedimento TIG de soldagem (TIG), com variação de design das uniões, e correlacionar esses resultados com dados obtidos na análise radiográfica dessas soldas. Para o primeiro ensaio, foram obtidos 70 corpos de prova (halteres) usinados em liga de Ti-6Al-4V, com 3,5 mm de diâmetro de secção transversal e, para o segundo ensaio, outros 70 foram fundidos em Ti cp. Os corpos de prova foram seccionados em duas partes iguais e as partes a serem unidas foram limpas e alinhadas, segundo os designs da união: em "I", variando as distâncias de soldagem (0,0mm (I00) ou 0,6mm (I06)), ou em "X" (X). As variáveis design da união e tipo de soldagem foram cruzadas entre si formando um total de 6 grupos, que associadas ao grupo controle (intactos) totalizaram 7 grupos (n=10): G1- Intacto; G2- L/I00; G3- L/I06; G4- L/X; G5- TIG/I00; G6- TIG/I06; G7- TIG/X, para cada ensaio. Os corpos de prova foram soldados a laser utilizando-se 360V/8ms (X) e 390V/9ms (I00 e I06), com foco e freqüência regulados em zero. As soldas TIG foram realizadas utilizando-se os seguintes parâmetros de soldagem: 2:2 (X) e 3:2 (I00 e I06). As uniões receberam acabamento, polimento e foram submetidas à análise radiográfica (90 kV, 15 mA, 0,6 seg e 12 mm de distância), para verificação de poros no interior das soldas. Posteriormente, foi realizado o ensaio de resistência à ciclagem mecânica, e o número de ciclos até a fratura foi registrado. As superfícies de fratura foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura. Os testes de Kruskal-Wallis e Dunn (?=0,05) mostraram que para ambos os procedimentos de soldagem, a pior maneira de se realizar a união se dá com I00, e a melhor, com X (p<0,05), para ambos os metais. Apenas para L, I06 foi tão resistente quanto X, tanto para o Ti cp quanto para Ti-6Al-4V. Quando são comparados os dois procedimentos de união, para os dois materiais, o teste de Mann-Whitney (?=0,05) mostrou haver diferença entre as soldas para I00 e I06, sendo que a união soldada a laser foi a mais resistente. Quando foram comparados os grupos com seus respectivos controles, notou-se que para o Ti-6Al-4V, nenhum grupo soldado foi tão resistente quanto os intactos; já para o Ti cp, os grupos com design X, para as duas soldas, foram tão resistentes quanto o controle, assim como o I06 soldado a laser. O coeficiente de correlação de Spearman (?=0,05) indicou correlação negativa entre número de ciclos resistidos e presença de poros nas radiografias das uniões dos materiais testados. Pode-se concluir que a união soldada com design em "X" dev0e ser empregada quando se pretende soldar a TIG corpos de prova de 3,5 mm de diâmetro de secção transversal. Quando é empregada a solda a laser, pode ser utilizado o design em "I" com 0,6 mm de espaçamento entre as partes, além do design em "X". / Abstract: The aim of this study was to evaluate the fatigue strength of Ti-6Al-4V alloy and pure titanium (cp TI) structures, submitted to laser (L) and TIG (TIG) welding procedures, varying the design of the joints, and correlate these results with joints radiographic analyses data. For the first test, 70 dumbbell rods with central diameters of 3.5 mm were obtained by lost-wax casting procedure in cp Ti, and others 70 were machined in Ti-6Al-4V alloy, for the second test. The specimens were sectioned in 2 equal parts, perpendicular to the rods long axis. The parts to be weld were cleaned and aligned according to joint designs: "I" design, varying welding distances (0.0 mm (I00) or 0.6 mm (I06)), or "X" (X) design. The variables joint design and type of welding were crossed creating 6 groups, that associated to the control group (intact), totaled 7 groups (n=10): G1- Intact; G2- L/I00; G3- L/I06; G4- L/X; G5- TIG/I00; G6- TIG/I06; G7- TIG/X, to each test. Laser-welding was executed using 360V/8ms (X) and 390V/9ms (I00 e I06) with focus and frequency regulated at zero. The TIG welding were executed using 2:2 (X) and 3:2 (I00 and I06) as welding parameters. The joints were finished, polished and submitted to radiographic examination (90 kV, 15 mA, 0.6 second and 12 mm of distance), for pores verification within the joints. Later, the rods were submitted to mechanical cyclic tests, and the number of cycles until fracture was recorded. The fracture surface was examined with a scanning electron microscope. Kruskal-Wallis and Dunn test (?=0.05) indicated that for both welding procedures, the worst way to perform the joint occurs with I00, and the best, with X (p<0.05), for both metals. To L, I06 was as resistant as X. When both type of welding are compared, to both materials, the Mann-Whitney test (?=0.05) indicates difference to I00 and I06, being the laser-weld joint the better one. When groups were compared with their respective control groups, it was noticed for Ti-6Al-4V that none of the joint groups was as resistant as the intact; on the contrary to cp Ti the "X" design groups, welded by TIG or L were as resistant as control, even as I06 laser-welded. The Spearman correlation coefficient (?=0.05) indicated a negative correlation between number of cycles and presence of porosity in radiographies of both materials. It could be concluded that the "X" design can be employed to weld 3.5 mm in diameter structures by laser or TIG welding procedure. When laser welding procedure is used, the "I" design with a space of 0.6 mm between parts can also be employed. / Doutorado / Protese Dental / Mestre em Clínica Odontológica