Las aleaciones de titanio son ampliamente utilizadas en el sector biomédico para la fabricación de implantes quirúrgicos debido a su gran resistencia a la corrosión, biocompatibilidad y propiedades mecánicas. No obstante, existe un gran interés científico en desarrollar nuevas aleaciones de titanio que presenten menor módulo de elasticidad para evitar el apantallamiento de tensiones [1] .Las aleaciones de titanio basadas en elementos como niobio y tantalio son las que poseen mejores propiedades para este tipo de aplicaciones [1] debido a su bajo módulo elástico, que empieza con valores cercanos a 100 GPa para las alfa más beta y llega a valores inferiores a 60 GPa para las aleaciones beta, así como su excelente biocompatibilidad en general [2] . No obstante, la adición de elementos refractarios en cantidades elevadas como el niobio o tantalio complica la fabricación de estas aleaciones debido a la heterogeneidad en la composición y la implicación que tiene en las transformaciones de fase de la aleación [3] .La pulvimetalurgia del titanio puede ser una alternativa interesante a la fusión en alto vacío ya que permite mayor productividad y la posibilidad de fabricar
ResumenEl niobio y el tantalio se añaden al titanio para formar nuevas aleaciones beta con mayor biocompatibilidad para aplicaciones biomédicas. Ambos elementos tienen un elevado punto de fusión, por lo que su difusión en estado sólido es limitada. En este trabajo se han fabricado por pulvimetalurgia muestras de titanio con 3% atómico de niobio o tantalio. Se estudia el efecto de la presión de compactación, la temperatura y el tiempo de sinterizado sobre la resistencia, la elasticidad y la ductilidad a flexión. Los resultados muestran que ambos elementos se comportan de manera semejante: aumenta la resistencia entre 20-25%, la elasticidad entre 0-10% y la ductilidad en más de un 150%. Por tanto, la adición de estos elementos es beneficiosa para las propiedades mecánicas. El análisis estadístico muestra que el efecto de la temperatura y presión son importantes mientras que el efecto del tiempo es poco significativo e incluso perjudicial en estas aleaciones.
Palabras clavePulvimetalurgia; Aleaciones de titanio; Ti-Nb; Ti-Ta.Effect of process variables on the flexural behavior of alloys Ti -3% at. X (X = Nb, Ta) obtained by powder metallurgy
AbstractNiobium and tantalum are added to titanium alloys to form new beta alloys with higher biocompatibility for biomedical applications. Both elements have a high melting point, that is the reason for their limited solid state diffusion. In this work samples of titanium with 3% at. niobium and tantalum have been manufactured by powder metallurgy. The effect of the compacting pressure, temperature and the sintering time on the strength, elasticity and ductility in bending has been studied. The results show that both elements behave similarly: flexural strength increases between 20-25%, elasticity between 0-10% and ductility over 150%. Therefore, the addition of these elements is beneficial to mechanical properties. ...