Análise do efeito de tratamento térmico na resistência à corrosão da liga Mg-10Gd-1Eu-1Zn-0,2Zr visando aplicações biomédicas

dc.contributor.advisor1Spinelli, José
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8882038118634925
dc.contributor.authorFalci, Lucca Donatão Gonçalves
dc.date.accessioned2025-08-20T12:17:34Z
dc.date.issued2025-07-10
dc.description.abstractMagnesium alloys containing rare-earth elements have emerged in recent years as promising alternatives to conventional Mg alloys, particularly due to their improved corrosion resistance. Initial studies on their application as bioabsorbable implants are already reported in the literature. The aim of this undergraduate thesis was to investigate the effect of a heat treatment protocol (solutionizing + aging) on the microstructure and corrosion resistance of the Mg-10Gd-1Eu-1Zn-0.2Zr (wt.%) alloy. Microstructural characterization techniques were combined with electrochemical methods for corrosion evaluation. Corrosion tests were conducted in simulated body fluid at 37 °C to replicate a bioactive environment. In both conditions (as-cast and heat-treated), a dendritic microstructure was observed, consisting of an α-Mg matrix and interdendritic secondary phases (W phase – (Mg,Zn)₃RE and 14H-LPSO phase). In the heat-treated alloy, the precipitation of a cubic Gd-rich phase was also identified. Comparison between the two conditions revealed coarsening of the microstructure, with the secondary dendritic arm spacing increasing from 44 to 97 µm and the fraction of interdendritic phases decreasing from 26% to 8%. Regarding corrosion behavior, heat treatment enhanced corrosion resistance, reducing the corrosion rate from 8.4 mm/year to 3.1 mm/year. Electrochemical tests indicated that the first 60 hours of immersion were critical for this improvement, suggesting the formation of a more stable protective film in the heat-treated alloy, which delayed the onset of degradation. The corrosion mechanism was similar in both conditions, differing mainly in intensity: an initial stage of protective film formation was followed by film breakdown and reformation of a porous, defective layer with reduced adherence to the metal.eng
dc.description.resumoLigas de magnésio contendo metais de terras-raras surgiram nos últimos anos como possíveis alternativas para a corrosão inferior das ligas de Mg, sendo que aplicações iniciais dessas ligas em implantes bioabsorvíveis já são vistos na literatura. O objetivo deste Trabalho de Conclusão de Curso foi estudar o efeito do protocolo de tratamento térmico solubilização + envelhecimento na microestrutura da liga Mg10Gd-1Eu-1Zn-0,2Zr (% em massa), além do efeito na resistência à corrosão dessa liga. Para isso, foram utilizadas técnicas de caracterização microestrutural aliadas a técnicas eletroquímicas de estudo da corrosão – os ensaios de corrosão foram realizados em fluído corporal simulado à 37 ºC, visando simular um ambiente bioativo. De maneira geral, foi observado para as duas condições (fundida e tratada) uma microestrutura dendrítica composta pela matriz α-Mg e compostos interdendríticos de fases secundárias (fase W - (Mg,Zn)3RE, e fase 14H - LPSO). No caso da liga tratada termicamente também houve a precipitação de uma fase de morfologia cúbica rica em Gd. Comparando as microestruturas antes e depois do tratamento térmico, percebeuse que houve um aumento (44 para 97 µm) do espaçamento interdendrítico secundário, indicando uma microestrutura mais grosseira, sendo que a fração de fases interdendríticas também caiu (26% para 8%). Em relação aos ensaios de corrosão, notou-se uma melhora da resistência à corrosão após o tratamento térmico, com a taxa de corrosão caindo de 8,4 mm/ano para 3,1 mm/ano. Os ensaios eletroquímicos revelaram que as primeiras 60 horas de imersão são essenciais para esse aumento na resistência à corrosão, com os resultados dando indícios da formação de um filme protetor inicial mais resistente na liga tratada termicamente, se mantendo estável por mais tempo antes de uma queda na resistência à corrosão. O mecanismo de corrosão observado foi o mesmo para as duas ligas, variando a sua intensidade, onde após um primeiro momento de formação de um filme protetor, ocorre um segundo estágio de colapso do filme e reformação de uma camada porosa e defeituosa, com menor aderência ao metal.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationFALCI, Lucca Donatão Gonçalves. Análise do efeito de tratamento térmico na resistência à corrosão da liga Mg-10Gd-1Eu-1Zn-0,2Zr visando aplicações biomédicas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22592.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22592
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMa
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectLigas de Mgpor
dc.subjectTerras raraspor
dc.subjectTratamentos térmicospor
dc.subjectCorrosãopor
dc.subjectAplicações biomédicaspor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA
dc.titleAnálise do efeito de tratamento térmico na resistência à corrosão da liga Mg-10Gd-1Eu-1Zn-0,2Zr visando aplicações biomédicaspor
dc.title.alternativeAnalysis of the effect of heat treatment on the corrosion resistance of the Mg-10Gd-1Eu-1Zn-0.2Zr alloy for biomedical applicationseng
dc.typeTCC

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