A Deus e aos meus pais, pela oportunidade da existência.À minha amada esposa, Tatiana, pelo seu companheirismo e apoio incondicional às atividades do doutorado, sempre com muita compreensão e incentivo.À minha filha, Luana, e ao meu filho, André, pelo carinho em todas as horas.A todos os docentes, coordenação e secretaria do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp. Especialmente, ao meu orientador, Prof. Dr. Éder Sócrates Najar Lopes, e ao meu coorientador, Dr. Kaio Niitsu Campo, pelo apoio intelectual imprescindível à realização deste trabalho. Aos colegas do Instituto SENAI de Inovação em Manufatura Avançada e Microfabricação, em especial, à Dra. Maysa Terada pelas diversas discussões técnicas e sugestões para o trabalho. Que a ciência, a tecnologia, a inovação e a educação geral estejam à disposição de todos, contribuindo para a construção de um mundo mais justo e em equilíbrio com o meio ambiente!
ResumoAs ligas de Ti-Nb têm sido amplamente pesquisadas para aplicações ortopédicas devido às suas excelentes propriedades. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos da adição de oxigênio na evolução microestrutural e nas propriedades mecânicas de ligas Ti-Nb. Lingotes com teores de Nb entre 15 e 22,5% e teores de oxigênio entre 0,15 e 0,40% ( em massa) foram fundidos a arco, homogeneizados a 1200°C por 12h, laminados a quente e, então, solubilizados a 1200°C por 1 h, seguido de resfriamento em água, ao ar e em forno. A caracterização envolveu: 1) composição química por meio de fluorescência de raios X, fusão em gás inerte e quantificação por absorção infravermelho e detecção por termocondutividade; 2) microestrutura através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET) e difração de raios X (DRX); 3) estabilidade térmica por meio de calorimetria exploratória diferencial (DSC); 4) propriedades mecânicas empregando-se técnica acústica para análise do módulo de elasticidade, dureza Vickers e ensaios de compressão. A dureza e a resistência à compressão aumentaram com o teor de oxigênio, enquanto mudanças menores foram observadas com a modificação da concentração de Nb. O teor de oxigênio não afetou de maneira significativa o módulo de elasticidade das ligas estudadas na condição de resfriamento rápido em água, enquanto o teor de Nb fez com que ele aumentasse. Para as amostras resfriadas em água, os teores de Nb e oxigênio tiveram efeito significativo na dureza e na resistência à compressão, porém o efeito do oxigênio foi muito mais pronunciado. Independentemente da composição, as amostras resfriadas rapidamente em água apresentaram uma microestrutura martensítica. Por sua vez, as amostras resfriadas em forno apresentaram uma microestrutura do tipo α + β. As ligas resfriadas em forno também exibiram boa ductilidade em compressão, mesmo com a maior quantidade de oxigênio (0,40% em massa). Os módulos de elasticidade resultantes da taxa intermediária de resfriamento (ao ar) foram valores intermediários, quando comparados aos obtidos pel...