DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE LIGAS TITÂNIO-ß, Ti-12Nb-8Zr-xFe (x = 2,5; 5,0 e 7,5 % at.) VISANDO APLICAÇÕES BIOMÉDICAS
As ligas de titânio são materiais avançados e únicos para uma ampla gama de aplicações nas indústrias química, aeroespacial e biomédica devido a uma combinação de alta resistência, baixa densidade e excepcional resistência à corrosão. Atualmente, as ligas Ti b (estáveis e metaestáveis) são as candidatas preferidas no campo de implantes ortopédicos, graças ao seu módulo elástico relativamente baixo, biocompatibilidade e uma trabalhabilidade a frio melhorada em comparação com ligas a + b. Entre as muitas ligas de Ti-b exploradas para aplicações biomédicas, as ligas do sistema Ti-Nb-Fe-Zr apresentam grande potencial em relação a custo e resistência mecânica. Assim, no presente trabalho utilizamos o elemento ferro (Fe) como um elemento de liga menor no sistema Ti-Nb-Zr-Fe, com adições de 2,5; 5,0 e 7,5, % at. Especificamente foram estudadas três ligas Ti-12Nb-8Zr-xFe (x = 2,5; 5,0 e 7,5, % at.) com a finalidade de estudar a influência do Fe na no sistema Ti-Nb-Zr, visto que na literatura existe um vasto estudo, apenas, para adições de 1 a 3% de Fe. As três ligas foram desenvolvidas com auxílio dos modelos de; equivalência de molibdênio (Mo-Eq), orbital molecular variacional discreto (DV) Xa e previsão de soluções sólidas em ligas multicomponentes. Os resultados desses modelos apontaram para a obtenção de fases b-metaestáveis e de soluções sólidas simples. Seguidamente, as três ligas foram preparadas por meio de fusão em forno a arco voltaico em atmosfera controlada e solidificadas rapidamente em molde cilíndrico de cobre. A caracterização microestrutural foi realizada através de técnicas metalográficas convencionais. As estrutura e fases presentes nestas ligas foram auxiliadas por analises de microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) e por Difração de Raios-X (DRX). A caracterização mecânica foi realizada por medidas de microdureza Vickers, o modulo de elasticidade por medidas de nanodureza e por ensaios de compressão a frio. Os resultados obtidos indicam que a liga como obtida de menor teor de ferro Ti-12Nb-8Zr-2,5Fe %at. (Ti-19,6Nb-12,8Zr-2,5Fe %p.) exibe os menores valores de; dureza (263 ± 3,1), modulo de elasticidade (78,4 ± 4,6) e limite de resistência ao escoamento (878 MPa), aumentando essas propriedades com aumento do teor de ferro. Estruturalmente as três ligas exibem a fase dominante de ligas de Ti-b, estando de acordo com as previsões dos modelos propostos.