Efeito de Diferentes Tratamentos Térmicos no Desenvolvimento de Ligas de Titânio Metaestáveis para Aplicações Biomédicas

Carlos Roberto Grandini

UNESP / IBTN/Br

Resumo
Ligas de titânio possuem uma série de propriedades vantajosas para aplicações biomédicas, tais como alta resistência mecânica, ao desgaste e à corrosão, alta dureza e baixo módulo de elasticidade, quando comparadas com metais comumente utilizados para este tipo de aplicação. A liga de titânio mais amplamente utilizada para aplicações biomédicas é a Ti-6Al-4V, no entanto, estudos anteriores mostraram que o vanádio pode causar reações alérgicas em alguns tecidos e alumínio tem sido associado com desordens neurológicas. Portanto, para resolver este problema, novas ligas de titânio sem a presença desses elementos estão sendo desenvolvidas, com a adição de elementos beta-estabilizadores. As mais promissoras são as ligas que têm nióbio, zircônio, molibdênio e tântalo como elementos de liga, adicionados ao titânio. Em geral, ligas com predominância de estrutura cúbica de corpo centrado (fase β) têm módulo de elasticidade mais baixo do que outras estruturas como hexagonal compacta (fase α), evitando reabsorção óssea (stress shielding), sendo muito interessantes para aplicações biomédicas. Neste estudo, o desenvolvimento, caracterização química, estrutural, microestrutural e mecânica de ligas ternárias metaestáveis de titânio são apresentados, bem como o efeito de diversos tratamentos térmicos em algumas propriedades da liga. As ligas foram preparadas em forno de fusão a arco e os tratamentos térmicos foram realizados em alto vácuo. A estrutura e a microestrutura das ligas foram avaliadas por difração de raios-X e microscopia óptica e eletrônica de varredura e transmissão, cujos resultados indicaram a presença das fases α’, α’’ e fase β, estável ou metaestável, dependendo da quantidade do elemento substitucional e tratamento térmico. Os resultados de microdureza Vickers e módulo de elasticidade sofreram uma forte influência do processamento e do conteúdo do elemento substitucional. (Apoio financeiro: Capes, CNPq e FAPESP).