Estudio de Aleaciones de Ti alternativas para Materiales Procesados por Deformación Plástica Severa

ÁVALOS, MARTINA; RISSO, PABLO; ALINA VLADESCU; TARTALINI, VANINA; BOLMARO, RAÚL

Rosario

Congreso; Congreso Argentino de Histotecnología; 2019

Sociedad Argentina de Histotecnología

NTRODUCCIÓN:Las propiedades mecánicas de un material están determinadas por su composición, microestructura y textura, por lo cual es necesario someterlo a procesos termomecánicos que le confieran la estructura deseada para su aplicación. En el caso de las aleaciones de Ti se intenta reemplazar las típicas aleaciones Ti6Al4V en sus aplicaciones biomédicas debido a las posibles contaminaciones producidas por el Vanadio con respecto al hueso. El estudio de la microestructura se efectuó por difracción de rayos X, radiación sincrotrón y microscopía orientacional por EBSD ( Electron backscatter diffraction ). MATERIALES Y MÉTODOS: Aleaciones de Ti para aplicaciones biomédicas (prótesis, tutores, etc.) con el objetivo de eliminar el V como posible contaminante para el organismo. 1.- Ti6Al4V. Fases Alfa + Beta. Aleación de control. Microestructura bien definida con granos equiaxiados. 2.- Ti10Nb10Zr5Ta fundida. Fases Alfa + Beta. Microestructura de agujas de fase Alfa con pequeños cristales equiaxiados de fase Beta. 3.- Ti10Nb10Zr5Ta recocido. Fases Alfa + Beta. Microestructura de ?Tejido de Canasto? con fases Alfa y Beta entrelazadas. 4.- Ti25Nb10Zr fundida y 5.- Ti25Nb10Zr recocida. Estructura Alfa + Beta. Microestructura de ?Tejido de Canasto?. RESULTADOS: Las muestras de Ti6Al4V presentan una estructura mayoritariamente de fase Alfa, antes y después del recocido. Sin embargo el proceso de recocido produce una estructura de agujas en la fase Alfa y una disminución de la fracción de volumen de la fase Beta. Las muestras de Ti10Nb10Zr5Ta presentan una estructura de agujas antes del recocido con una pequeña fracción de volumen de fase Beta. Luego del recocido la estructura se modifica a una que puede ser descripta como de ?tejido de canasto? donde las fases alfa y beta, con mayor fracción de volumen, ahora se entrelazan en su crecimiento.Las muestras de Ti25Nb10Zr cast presentan una estructura de granos pequeños alargados de fase ortorrómbica en los inter-granos o en el interior de los granos de fase beta. Eso hizo sospechar que podría tratarse de una estructura artificial creada por el proceso de caracterización. Se procedió a efectuar una limpieza por Ion Milling y un cortado por FIB con un FIB Hitachi. Ambos procedimientos permitieron comprobar que esta fase ortorrómbica se encuentra en todo el volumen de la muestra y que no ha sido creada por el proceso de pulido. Luego de recocidas estas estructuras viran a agujas en fases Alfa y Beta casi en el mismo volumen, entrelazadas pero sin mostrar el aspecto de ?tejido de canasto?.CONCLUSIONES: El uso de las técnicas de EBSD aplicadas a muestras de aleaciones de Ti con diferentes tratamientos térmicos permite la comparación de microestructuras en busca de las que mejor comportamiento de bio-compatibilidad, adherencia y resistencia mecánica puedan presentar para aplicaciones bio-médicas. Se especula con la combinación de dos fases con diferente propensión a la bio-degradación y parcial sustitución ósea que facilite la osteo-integración. BIBLIOGRAFÍA:[1] Pinard P, Lagacé M, Hovington P, Thibault D and Gauvin R. (2011) An Open-Source Engine for the Processing of Electron Backscatter Patterns: EBSD-Image. Microscopy and Microanalysis. 17, 3: 374-385. [2] Ratner B, Hoffman A, Schoen F and Lemons J. (2004) Biomaterials Science. [3] Vander Voort G (1999). Metallography. Principles and Practice.