Orientador: Rubens Caram Junior

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: As características que tomam o titânio e suas ligas adequadas à aplicação como biomateriais já são conhecidas há muito tempo. Entretanto, como o titânio puro apresenta baixa resistência mecânica, seu uso em próteses sujeitas a elevados esforços mecânicos não é aconselhável. O problema pode...

Resumo: As características que tomam o titânio e suas ligas adequadas à aplicação como biomateriais já são conhecidas há muito tempo. Entretanto, como o titânio puro apresenta baixa resistência mecânica, seu uso em próteses sujeitas a elevados esforços mecânicos não é aconselhável. O problema pode ser contornado pela adição de elementos de ligas, o que confere uma melhora significativa na sua resistência mecânica. As propriedades de uma liga de titânio são fortemente dependentes da composição da liga e dos processos aos quais a mesma é submetida. O desenvolvimento do presente trabalho está associado à preparação e ao processamento de ligas de titânio contendo alumínio e nióbio. Como forma de aprofundar o conhecimento sobre tal sistema, foram analisadas as ligas Ti-Al e Ti-Nb. O trabalho foi desenvolvido a partir da preparação de ligas com as composições: Ti-4AI, Ti-6Al, Ti-8Al, Ti3Nb, Ti-5Nb, Ti-7Nb, Ti-9Nb e Ti-lI Nb. Após a obtenção das ligas, foi determinada, via análise térmica, as temperaturas de transformações de fases. A influência da microestrutura no desempenho de um implante é um dos fatores que devem ser cuidadosamente analisados e, para isso, foi estudada a relação entre a taxa de resfriamento de ligas de titânio (com alumínio e nióbio) e a microestrutura resultante. As análises permitiram avaliar o efeito das condições de tratamento térmico na formação de fases metaestáveis. Finalmente, a conclusão do trabalho envolveu a avaliação da microdureza das amostras obtidas sob diversas condições

Abstract: The characteristics which make the titanium and its alloys adequate for the application as biomaterials have already been known for a long time. However, due to the poor mechanical properties of pure titanium its use in fabrication of prosthesis submited to high mechanicalloads is not...

Abstract: The characteristics which make the titanium and its alloys adequate for the application as biomaterials have already been known for a long time. However, due to the poor mechanical properties of pure titanium its use in fabrication of prosthesis submited to high mechanicalloads is not recomended. The problem may be solved by alloying, which usually improves significantly mechanical properties of the material. Properties of a titanium alloy are strongly dependent on the composition and the processes to which it was submitted. The present work is related to the preparation and processing of the titanium alloys containing aluminum and niobium. In order to broaden the knowledge about this ternary system, binary Ti-AI and Ti-Nb alloys were analyzed. Alloys of following compositions were prepared by arc melting: Ti-4Al, Ti-6Al, Ti-8Al, Ti-3Nb, Ti-SNb, Ti-7Nb, Ti-9Nb e Ti-11Nb. Subsequently, the phase transformation temperatures were determined by using thermal analysis. Since the influence of the microstructure on the performance of an implant is an issue that must be analized carefully, the relation between cooling rate and resulting microstructure was investigated as well. In addition, the efIect of the heat treatment on the metastable phase formation was evaluated. The final part of the work inc1uded microhardness measurements of the samples obtained under different conditions