Análise microestrutural da liga Ti-6Al-4V processada por Electron Beam Melting (EBM)
The process of manufacturing a prosthesis or orthopedic implant can influence the microstructural formation of the biomaterial that has the purpose of performing a certain function in the body. This functional material requires mechanical, physical and chemical properties that are obtained during th...
| Autor principal: | Atarasi, André Luiz |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12241 |
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riut-1-122412020-11-16T11:24:00Z Análise microestrutural da liga Ti-6Al-4V processada por Electron Beam Melting (EBM) Microstructural analysis of the Ti-6Al-4V alloy processed by Electron Beam Melting (EBM) Atarasi, André Luiz Higa, Silvia Midori Busquim, Thais de Paula Vieira, Delia do Carmo Mendes, Marcio Andreato Batista Higa, Silvia Midori Materiais biomédicos Ligas de titânio Materiais compostos Fusão Microestrutura Biomedical materials Titanium alloys Composite materials Fusion Microstructure CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA The process of manufacturing a prosthesis or orthopedic implant can influence the microstructural formation of the biomaterial that has the purpose of performing a certain function in the body. This functional material requires mechanical, physical and chemical properties that are obtained during the manufacturing process. The classes of materials that support and support the preparation of prostheses and implants are ceramic, polymeric and metallic materials. With the use of these materials and their characteristics, such as chemical composition, morphological structure and processing route, it is possible to obtain certain properties in the biomaterials, which are responsible for replacing or repairing a bone tissue of the human organism. Among the processing routes of these materials are lost wax casting, machining, isothermal forging and Electron Beam Melting (EBM). Through the EBM process, known as electron flow fusion, it is possible to obtain both the physical and mechanical properties required and the reproducibility of the components of prostheses and implants. The metallic materials most commonly used in the manufacture of dental implants and orthopedic prostheses are stainless steels, titanium alloys and cobalt-chromium alloys. It is known that the desired properties of a product are closely related to the morphology of the grains and are determined by the processing conditions and variables. The objective of this work is to perform the microstructural characterization of Ti-6Al-4V alloy specimens obtained by EBM, together with an analysis of the directional effect during the processing stage of the material, through optical microscopy, scanning electron microscopy and X rays diffraction. The results showed the presence of the α and β phases, with their respective stabilizing elements, columnar grains with growth along the direction of the processing, a low relative porosity, non-segregation formation and a difference in the average size of the crystallites, which is probably related to the direction of construction of the specimens. O processo de fabricação de uma prótese ou implante ortopédico pode influenciar na formação microestrutural do biomaterial que tem a finalidade de desempenhar uma determinada função no organismo. Esse material funcional requer propriedades mecânicas, físicas e químicas, que são obtidas durante o processo de fabricação. As classes de materiais que atendem e dão suporte à confecção de prótese e implantes são os materiais cerâmicos, poliméricos e metálicos. Com a utilização destes materiais e suas características, como composição química, estrutura morfológica e rota de processamento, é possível obter determinadas propriedades nos biomateriais, que são responsáveis por substituir ou reparar um tecido ósseo do organismo humano. Dentre as rotas de processamento desses materiais, destacam-se a fundição por cera perdida, a usinagem, o forjamento isotérmico e o Electron Beam Melting (EBM). Pelo processo EBM, conhecido como fusão por fluxo de elétrons é possível obter tanto as propriedades físicas e mecânicas necessárias, quanto a rapidez na reprodutibilidade dos componentes de prótese e implantes. Os materiais metálicos mais comumente utilizados na fabricação de implantes odontológicos e de prótese ortopédicas são os aços inoxidáveis, as ligas de titânio e as ligas de cobalto-cromo. Sabendo-se que as propriedades desejadas em um produto estão intimamente ligadas a morfologia dos grãos e que são determinadas pelas condições e variáveis de processamento, este trabalho tem como objetivo realizar a caracterização microestrutural dos corpos de prova da liga Ti-6Al-4V obtidos por EBM, juntamente com uma análise do efeito direcional durante a etapa de processamento do material, por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X. Os resultados obtidos mostraram a presença das fases α e β, com seus respectivos elementos estabilizadores, grãos colunares com crescimento ao longo da direção do processamento, uma baixa porosidade relativa, a não formação de segregados e uma diferença no tamanho médio dos cristalitos, que provavelmente está relacionado a direção de construção dos corpos de prova. 2020-11-16T11:24:00Z 2020-11-16T11:24:00Z 2019-07-05 bachelorThesis ATARASI, André Luiz. Análise microestrutural da liga Ti-6Al-4V processada por Electron Beam Melting (EBM). 2019. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12241 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Engenharia de Materiais UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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The process of manufacturing a prosthesis or orthopedic implant can influence the microstructural formation of the biomaterial that has the purpose of performing a certain function in the body. This functional material requires mechanical, physical and chemical properties that are obtained during the manufacturing process. The classes of materials that support and support the preparation of prostheses and implants are ceramic, polymeric and metallic materials. With the use of these materials and their characteristics, such as chemical composition, morphological structure and processing route, it is possible to obtain certain properties in the biomaterials, which are responsible for replacing or repairing a bone tissue of the human organism. Among the processing routes of these materials are lost wax casting, machining, isothermal forging and Electron Beam Melting (EBM). Through the EBM process, known as electron flow fusion, it is possible to obtain both the physical and mechanical properties required and the reproducibility of the components of prostheses and implants. The metallic materials most commonly used in the manufacture of dental implants and orthopedic prostheses are stainless steels, titanium alloys and cobalt-chromium alloys. It is known that the desired properties of a product are closely related to the morphology of the grains and are determined by the processing conditions and variables. The objective of this work is to perform the microstructural characterization of Ti-6Al-4V alloy specimens obtained by EBM, together with an analysis of the directional effect during the processing stage of the material, through optical microscopy, scanning electron microscopy and X rays diffraction. The results showed the presence of the α and β phases, with their respective stabilizing elements, columnar grains with growth along the direction of the processing, a low relative porosity, non-segregation formation and a difference in the average size of the crystallites, which is probably related to the direction of construction of the specimens. |
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ATARASI, André Luiz. Análise microestrutural da liga Ti-6Al-4V processada por Electron Beam Melting (EBM). 2019. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019. |
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