Influência de tratamentos termo-mecânicos na estrutura e microestrutura da liga Ti-10%pNi obtida por fusão a arco

Abstract

RESUMOLigas de titânio representam uma importante classe de biomateriais. Além da questão da biocompatibilidade, é muito importante considerar as propriedades mecânicas de um biomaterial, que são diretamente relacionadas com a microestrutura e quantidade de elementos intersticiais presentes. No presente trabalho, a liga Ti-10%pNi foi produzida a partir da fusão dos metais titânio e níquel comercialmente puros, num forno de arco sob uma atmosfera de argônio. Em seguida, foi realizado um tratamento térmico e a amostra foi laminada. Para comprovar a composição da liga, foi realizada análise química quantitativa. A estrutura e microestrutura da liga produzida foram analisadas por difração de raios-x, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que a liga apresenta predominantemente a fase alfa do titânio (estrutura hexagonal compacta), com precipitados lamelares proeutetóide numa matriz eutetóide composta de fase alfa e do intermetálico Ti2Ni. Palavras-chave: Liga de titânio, microestrutura, propriedades mecânicas, processamento. ABSTRACTTitanium alloys are an important class of biomaterials. Apart from the issue of biocompatibility, is very important to consider the mechanical properties of a biomaterial, which are directly related to the microstructure and interstitial elements quantity present. In the present paper, Ti-10wt%Ni was produced from the melting of commercially pure titanium and nickel in arc furnace under argon atmosphere. Then a heat treatment was carried out and the sample was hot-rolled. To prove the alloy composition, quantitative chemical analysis was performed. The structure and microstructure of the produced alloy were analyzed by x-ray diffraction, optical and scanning electron microscopy. The results show that the alloy presents predominantly titanium alpha phase (hexagonal compact structure), with proeutectoid lamellar precipitates in eutectoid matrix of alpha phase and intermetallic Ti2Ni. Keywords: Titanium alloy, microstructure, mechanical properties, processing. INTRODUÇÃOA pesquisa sobre novos biomateriais é de fundamental importância, pois com o aumento e envelhecimento da população mundial, a demanda tem aumentado substancialmente [1]. Neste sentido, o titânio e suas ligas têm sido muito utilizados como materiais biomédicos, em função da alta resistência à corrosão, ótima relação resistência mecânica/densidade e excelente biocompatibilidade [2,3] Ligas de titânio usadas tradicionalmente em próteses, como Ti-6Al-4V, apresentam falhas como liberação de íons tóxicos e propriedades mecânicas não muito satisfatórias como módulo elástico alto (cerca de 112 GPa) em comparação com o do osso (cerca de 30 GPa) devido à sua microestrutura do tipo α + β [4,5]. No caso de implantes ortopóedicos, ligas com microestrutura β são mais apropriadas devido ao menor módulo elástico, cerca de 60-80 GPa [2].No entanto, ligas de titânio com fase α, apesar de apresentarem maior módulo elástico, apresentam melhor oxidação, resistência à corrosão e soldabilidade, comparado co...