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dc.contributor.authorSantos, Rafael Formenton Macedo dos
dc.date.accessioned2021-05-08T08:58:27Z
dc.date.available2021-05-08T08:58:27Z
dc.date.issued2019-07-31
dc.identifier.citationSANTOS, Rafael Formenton Macedo dos. Influência da taxa de resfriamento no módulo de elasticidade de ligas beta Ti e obtenção de diagramas CCT. 2019. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14244.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14244
dc.description.abstractThe metallic alloys used as orthopedic implants, such as the Ti-6Al-4V, present some problems of biological and mechanical compatibility. In addition, the great difference between the elastic modulus of human bone and the commercial alloys used as implants is responsible for the stress-shielding effect. In this way, the objective of this study was to obtain CCT diagrams through dilatometry of β-Ti alloys and to investigate the influence of the cooling rate by comparing the microstructure and properties (microhardness and elastic modulus) for Ti-40Nb (Ti40Nb) and Ti-12Mo-6Zr-2Fe (TMZF) alloys. For this, besides the alloy as received, it was yield the following cooling rates: 103 oC/s for rapidly solidified (SR condition); 102 oC/s for water quenche; 5 oC/s for air cooling and 0.05 oC/s for furnace cooling. Afterwards all the samples were submitted to the microstructural characterization through X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). Physical property of elastic modulus E (GPa) was measured via impulse excitation technique while the mechanical property was assessed using Vickers microhardness. Finally, the thermal characterization was performed by differential scanning calorimetry (DSC) and dilatometry. For the SR condition, which showed the lowest values of elastic modulus and Vickers microhardness, the presence of β-Ti (bcc) and α” (martensite) phases for both alloys and the values of modulus and elasticity and Vickers hardness, respectively, with 56 GPa and 144HV for the Ti40Nb (SR), 74GPa and 333HV for the TMZF (SR) alloy. For lowest cooling rate (furnace), the results showed the presence of β and α phases for both alloys, and values of E = 83 GPa and 302 HV for the Ti40Nb alloy and 106 GPa and 443 HV for the TMZF alloy. Based on these results, together with the results of the DSC test and dilatometry, it was possible to build real CCT diagram for both alloys.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectLigas β-Tipor
dc.subjectDiagrama CCTpor
dc.subjectMódulo de elasticidadepor
dc.subjectTaxa de resfriamentopor
dc.subjectCaracterização microestruturalpor
dc.subjectβ-Ti alloyseng
dc.subjectCCT diagrameng
dc.subjectElastic moduluseng
dc.subjectCooling rateeng
dc.subjectMicrostructural characterizationeng
dc.titleInfluência da taxa de resfriamento no módulo de elasticidade de ligas beta Ti e obtenção de diagramas CCTpor
dc.title.alternativeInfluence of the cooling rate on elastic modulus of beta alloys and acquisition of CCT diagramseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Afonso, Conrado Ramos Moreira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2176215981291453por
dc.contributor.advisor-co1Munoz Chaves, Javier Andres
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1205198307049324por
dc.description.resumoAtualmente as diferentes ligas metálicas utilizadas como implantes ortopédicos (Ti-6Al-4V e aços inoxidáveis) apresentam problemas de compatibilidade biológica e mecânica. Além disso, a grande diferença entre os módulos de elasticidade do osso humano e das ligas comerciais utilizadas para confecção de implantes é responsável pelo efeito “stress-shielding”. O objetivo deste estudo foi obter os diagramas CCTs através de dilatometria e investigar a influência da taxa de resfriamento através de comparação da microestrutura, microdureza e módulo de elasticidade das ligas β-Ti: Ti-40Nb (Ti40Nb) e Ti-12Mo-6Zr-2Fe (TMZF). Assim utilizou-se a liga como recebida (condição EBM) e submetidas as taxas de resfriamento de: 103 oC/s (condição SR); 102 oC/s (condição H2O); 5 oC/s (condição Ar) e 0,05 oC/s (Forno). As amostras foram submetidas à caracterização microestrutural via DRX, MO e MEV. O módulo de elasticidade foi avaliado via excitação por impulso enquanto que a dureza foi avaliada através de microdureza Vickers. Por fim, as análises térmicas foram realizadas através de calorimetria diferencial de varredura e dilatometria. Para a condição SR, detectaram-se as fases β-Ti e martensita α’’ para ambas as ligas e os valores de módulo e microdureza, respectivamente, de 56 GPa e 144HV para a liga Ti40Nb (SR), 74GPa e 333 HV para a liga TMZF (SR). Na condição Forno, com as fases de equilíbrio β e α para ambas as ligas, e, respectivamente, E = 83 GPa e 302 HV para as ligas Ti40Nb e de 106 GPa e 443 HV para a TMZF. Com estes resultados, juntamente com os resultados dos ensaios de DSC e dilatometria, foi possível construir diagramas CCT para ambas as ligas. Os diagramas CCT confirmaram que a liga Ti40Nb é β estável (β-transus ~540oC) com taxas de resfriamento ≥ 0,5oC/s, comparada com a liga TMZF (β-transus ~700oC) com taxas ≥ 101 a 102 oC/s.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: Código de Financiamento 001por
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 139294/2018-0por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4633070062558887por


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