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Biblioteca Virtual de Teses e Dissertações

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Palavras-Chave (PT):

Resumo Original (PT):

TITÂNIO E SUAS LIGAS SÃO EMPREGADOS EM APLICAÇÕES BIOMÉDICAS, POIS POSSUEM EXCELENTE BIOCOMPATIBILIDADE COM O ORGANISMO HUMANO, UMA EXCELENTE RESISTÊNCIA À CORROSÃO EM MEIO BIOLÓGICO ALÉM DE UMA ÓTIMA RELAÇÃO RESISTÊNCIA MECÂNICA/DENSIDADE. DIVERSAS PROPRIEDADES DO TITÂNIO COMERCIALMENTE PURO PODEM SER MELHORADAS COM A ADIÇÃO DE ELEMENTOS SUBSTITUCIONAIS E INTERSTICIAIS, E POR TÉCNICAS DE PROCESSAMENTOS TERMOMECÂNICOS. O OBJETIVO NESTE TRABALHO FOI ESTUDAR O EFEITO DE OXIGÊNIO INTERSTICIAL PRESENTE EM LIGAS DO SISTEMA BINÁRIO TI-MO (5-20% EM PESO DE MO) EM SEU COMPORTAMENTO MECÂNICO UTILIZANDO ENSAIOS DE DUREZA, MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO E ENSAIO DE TRAÇÃO, EM CINCO CONDIÇÕES DE ESTUDO: APÓS O FORJAMENTO ROTATIVO A QUENTE, TRATAMENTO TÉRMICO E APÓS DOPAGENS COM OXIGÊNIO, COM TRÊS DIFERENTES TEORES DESTE ELEMENTO. AS AMOSTRAS FORAM PREPARADAS EM FORNO A ARCO E CARACTERIZADAS POR MEDIDAS DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA, ANÁLISE DE GASES, DIFRAÇÃO DE RAIOS X, MICROSCOPIA ÓPTICA E ELETRÔNICA DE VARREDURA, ESPECTROSCOPIA POR ENERGIA DISPERSIVA E MEDIDAS DE DENSIDADE. APÓS AS DOPAGENS COM OXIGÊNIO, OBSERVOU-SE UM AUMENTO NA DUREZA DA LIGA TI-5MO DEVIDO AO AUMENTO NA FRAÇÃO VOLUMÉTRICA DA FASE α‟. PARA A LIGA TI-10MO, OS VALORES APÓS AS DOPAGENS PERMANECERAM PRÓXIMOS À CONDIÇÃO APÓS TRATAMENTO TÉRMICO, NÃO OCORRENDO VARIAÇÕES EXPRESSIVAS. PARA AS LIGAS TI-15MO E TI-20MO, VERIFICOU-SE UMA DIMINUIÇÃO NA DUREZA PROVAVELMENTE DEVIDO AO RESFRIAMENTO RÁPIDO REALIZADO APÓS AS DOPAGENS COM OXIGÊNIO. OS VALORES DO MÓDULO DE ELASTICIDADE DA LIGA TI-5MO AUMENTARAM COM O AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE OXIGÊNIO, POIS OCORREU UM AUMENTO NA FRAÇÃO VOLUMÉTRICA DA FASE α‟. COM RELAÇÃO AOS VALORES DE MÓDULO DE ELASTICIDADE DA LIGA TI-10MO, NÃO SE OBSERVAM VARIAÇÕES SIGNIFICATIVAS DEVIDO À ADIÇÃO DE OXIGÊNIO. PARA AS LIGAS TI-15MO E TI-20MO, A INTRODUÇÃO DE OXIGÊNIO DIMINUIU O MÓDULO DE ELASTICIDADE, POIS COM O AUMENTO NA DISTÂNCIA ENTRE OS ÁTOMOS OCORREU A DIMINUIÇÃO NA INTENSIDADE DAS LIGAÇÕES. ANALISANDO-SE OS VALORES DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS LIGAS, OBSERVA-SE QUE O OXIGÊNIO POSSUI UM PAPEL SIGNIFICATIVO NA DIMINUIÇÃO NO ALONGAMENTO, NO AUMENTO DO LIMITE DE ESCOAMENTO E DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DESTAS LIGAS.

Palavras-Chave (EN):

Resumo Original (EN):

TITANIUM AND ITS ALLOYS ARE USED IN BIOMEDICAL APPLICATIONS BECAUSE THEY HAVE EXCELLENT BIOCOMPATIBILITY WITH HUMAN ORGANISMS, AN EXCELLENT CORROSION RESISTANCE IN BIOLOGICAL MEDIUMS, AND GREAT MECHANICAL STRENGTH/DENSITY. SEVERAL PROPERTIES OF COMMERCIALLY PURE TITANIUM CAN BE IMPROVED BY THE ADDITION OF INTERSTITIAL AND SUBSTITUTIONAL ELEMENTS OR BY THERMO-MECHANICAL PROCESSING TECHNIQUES. THE PURPOSE OF THIS WORK IS TO STUDY THE EFFECT OF INTERSTITIAL OXYGEN PRESENT IN BINARY TI-MO SYSTEM ALLOYS (5-20% IN WEIGHT OF MO) ON ITS MECHANICAL BEHAVIOR, USING HARDNESS TESTING, DYNAMIC ELASTICITY MODULUS AND TENSILE TEST ON FIVE CONDITIONS: AFTER SWAGING, AFTER HEAT TREATMENT, AND AFTER OXYGEN DOPING, WITH THREE DIFFERENT LEVELS OF THIS ELEMENT. THE SAMPLES WERE PREPARED IN AN ARC-MELTING FURNACE AND WERE CHARACTERIZED BY MEASURES OF CHEMICAL COMPOSITION, GAS ANALYSIS, X-RAY DIFFRACTION, ELECTRON AND OPTICAL MICROSCOPY, ENERGY DISPERSIVE SPECTROSCOPY, AND DENSITY MEASUREMENTS. AFTER THE DOPING WITH OXYGEN, AN INCREASE IN HARDNESS OF THE TI-5MO ALLOY DUE TO THE INCREASED VOLUMETRIC FRACTION OF α' PHASE WAS OBSERVED. FOR THE TI-10MO ALLOY, THE VALUES AFTER THE DOPING WERE SIMILAR TO THOSE AFTER HEAT TREATMENT, AND NO EXPRESSIVE VARIATIONS OCCURRED. FOR THE TI-15MO AND TI-20MO ALLOYS, THERE WAS A DECLINE IN HARDNESS, PROBABLY DUE TO RAPID COOLING AFTER THE DOPING WITH OXYGEN. THE VALUES OF THE ELASTICITY MODULUS TI-5MO ALLOY INCREASED WITH INCREASING OXYGEN CONCENTRATION, BECAUSE THERE WAS AN INCREASE IN THE VOLUMETRIC FRACTION OF α' PHASE. WITH RESPECT TO THE VALUES OF ELASTICITY MODULUS OF THE TI-10MO ALLOY, NO SIGNIFICANT VARIATIONS DUE TO THE ADDITION OF OXYGEN WERE OBSERVED. FOR THE TI-15MO AND TI-20MO ALLOYS, THE INTRODUCTION OF OXYGEN DECREASED THE ELASTICITY MODULUS, BECAUSE, WITH THE INCREASE IN DISTANCE BETWEEN THE ATOMS, THERE WAS A DECREASE IN THE INTENSITY OF THE BONDS. FROM ANALYZING THE VALUES OF THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE ALLOYS, IT APPEARS THAT THE OXYGEN PLAYS A SIGNIFICANT ROLE IN REDUCING STRETCHING AND IN INCREASING THE YIELD STRENGTH ON DISPOSAL AND MECHANICAL STRENGTH OF THESE ALLOYS.

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