Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:50:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de ligas de titânio do tipo ß na fabricação de dispositivos ortopédicos tem aumentado continuamente nos últimos anos. Dentre as ligas do tipo ß promissoras como biomaterial destacam as ligas Ti-Nb. Nesse sistema, a precipitação indesejada da fase 'ômega' é comum e uma maneira de evitá-la é com a adição de Sn. Assim, este trabalho teve como objetivo examinar o processo de fundição de ligas Ti-30Nb (% em peso) com adições de 2, 4, 6, 8 e 10 % em peso de Sn. O trabalho foi elaborado a partir da preparação das amostras em forno a arco voltáico, seguido de conformação por processo de fundição por centrifugação e caracterização química, microestrutural e mecânica. Os resultados obtidos permitem concluir que amostras com geometrias medianamente complexas podem ser obtidas pelo processo de fundição por centrifugação. O uso de molde de cobre evita qualquer reação entre o fundido e as paredes do molde, bem como resulta em ótimo acabamento superficial. A solidificação das ligas Ti-Nb-Sn em molde de cobre resultou em microestrutura com caráter dendrítico acentuado. Observou-se que enquanto o Sn é segregado para regiões interdendríticas e o Nb concentra-se nos ramos dendríticos. No caso do processamento da Liga Ti-30Nb, a elevada taxa de resfriamento imposta pela solidificação em molde de cobre produz microestrutura formada pela martensita ortorrômbica (a"), pela fase ß e pela fase 'ômega'. À medida que o Sn foi adicionado à liga Ti-30Nb, observou-se a supressão da fase 'ômega' e também, a diminuição da fração volumétrica da fase martensítica. A análise por difração de raios-X também permitiu examinar o efeito do Sn nos parâmetros de rede da fase ß. Ensaios de dureza, de medidas de módulo de elasticidade e de ensaios de compressão mostraram que a adição de Sn resulta em comportamento mecânico que é coerente com a variação do parâmetro de rede da fase ß. / Abstract: The use of ß-type titanium alloys in the manufacture of orthopedic devices has increased steadily in recent years. Among the promising ß-type alloys to be applied as biomaterial are the Ti-Nb alloys. In the Ti-Nb system, the unwanted precipitation of 'ômega' phase is common and a way to avoid it is with the addition of Sn. Thus, this study aimed to examine the casting process of Ti-30Nb alloy (wt.%) with additions of 2, 4, 6, 8 and 10 wt% Sn. This work was carried out by preparing samples in arc furnace, forming by using centrifuge casting process and chemical, microstructural and mechanical characterization. The results obtained allowed concluding that samples with moderately complex geometries can be obtained by centrifuge casting process. The use of copper mold prevents any reaction between the melt and the mold walls, and results in excellent surface finishing. The solidification of Ti-Nb-Sn alloys in copper mold resulted in microstructure with pronounced dendritic character. It was observed that while the Sn is segregated to interdendritic regions, the Nb is concentrated in the dendritic branches. In the case of the Ti-30Nb alloy processing, the high cooling rate imposed by cast in copper mold produced a microstructure formed by orthorhombic martensite, ß phase and 'ômega' phase. As Sn is added to the Ti-30Nb alloy, it was observed the 'ômega' phase suppression as well as the decrease of the volume fraction of martensitic phase. X-ray diffraction analyses also made possible to examine the effect of Sn addition on the ß phase lattice parameters. Hardness tests, measurements of elastic modulus and compression tests showed that the addition of Sn results in mechanical behavior that is consistent with the variation of the ß phase lattice parameters. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unicamp.br:REPOSIP/265885 |
| Date | 11 April 2013 |
| Creators | Moraes, Paulo Eduardo Leite, 1960- |
| Contributors | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS, Caram Junior, Rubens, 1958-, Junior, Rubens Caram, Fogagnolo, João Batista, Hayama, Alexandra de Oliveira França |
| Publisher | [s.n.], Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 64 f. : il., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da Unicamp, instname:Universidade Estadual de Campinas, instacron:UNICAMP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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