Caracterización de aleaciones biomédicas de titanio de grano nanoestructurado procesadas por deformación plástica

Caracterización de aleaciones biomédicas de titanio de grano nanoestructurado procesadas por deformación plástica severa.

Este trabajo estudia los efectos de esfuerzos de torsión sobre las propiedades mecánicas y transformación de fase en aleaciones comerciales de titanio nanoestructuradas: Ti comercialmente puro y Ti 6Al-7Nb, para evaluar la evolución microestructural y el comportamiento del material refinado por medio de tratamientos térmicos y torsión de alta presión (HPT por sus siglas en inglés). El procesamiento por HPT se realiza a temperatura ambiente y a 6 GPa de presión, aplicando múltiples revoluciones de torsión en discos de 10 mm de diámetro y ~ 0,8 mm de espesor. En la caracterización de las aleaciones procesadas se aplican las técnicas: Espectroscopía de Energía Dispersiva (EDS), Microscopía Óptica (OM), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), Difracción de Rayos-X (XRD) y de Electrones Retrodispersados (EBSD), asimismo, se realizan mediciones de microdureza Vickers. Los principales resultados revelan que el Ti presenta una microestructura monofásica compuesta por fase α. Por otra parte, la composición química de Ti-6Al-7Nb tiene suficiente estabilizador β (7% Nb) para proporcionar una microestructura dúplex (α + β). Después del procesamiento por HPT se detectó la transformación de fase de α → ω, se dio el ensanchamiento de los picos de difracción principales de cada fase, así como un aumento en la microdureza en función del número de revoluciones, lo cual es característico del refinamiento de grano que experimenta el material. Finalmente, se evalúo el efecto de la nanoestructuración en las propiedades mecánicas por medio del comportamiento superplástico en tensión a alta temperatura T = 800 ºC de forma isotérmica. De manera que, la deformación plástica severa proporciona microestructuras refinadas con propiedades mecánicas superiores que pueden ser procesados con mayor eficiencia y posibilita que sean aplicados potencialmente para dispositivos médicos de menor tamaño, menos invasivos y con mayor resistencia a la corrosión. Como etapa futura, se planea la fabricación de proformas para implantes y cables, y la evaluación de la osteoconductividad y otras propiedades asociadas a la biocompatibilidad.