MODIFICACIÓN DE LA ALEACIÓN SÚPER ELÁSTICA Ti-24Nb-4Zr-8Sn Y SU COMPORTAMIENTO EN PRUEBAS TRIBOLÓGICAS Y DE TRIBOCORROSIÓN

Abstract

Este trabajo presenta el comportamiento de cinco aleaciones: Ti-24Nb-4Zr-8Sn, Ti-24Nb-5Zr-7Sn, Ti-24Nb-6Zr-6Sn, Ti-24Nb-7Zr-5Sn y Ti-24Nb-8Zr-4Sn, (48, 57, 66, 75 y 84, respectivamente, wt%) en pruebas mecánicas, térmicas, electroquímicas y de tribocorrosión. Las aleaciones fueron fabricadas utilizando polvos metálicos como materia prima y se procesaron mediante fundición por arco eléctrico. Los patrones de difracción de XRD revelaron el predominio de la fase β-Ti (austenítica), demostrando el efecto de estabilización a temperatura ambiente de los estabilizadores β-Ti contenidos en las aleaciones. Además, las micrografías obtenidas por SEM mostraron precipitaciones de la fase α-Ti dentro de la matriz de β-Ti. Las curvas de DSC indicaron que las temperaturas de transformación de fase de las aleaciones varían en un rango de temperaturas ambiente, como lo sugirieron los patrones de difracción XRD. El comportamiento SE de las aleaciones se observó mediante ensayos de nanoindentación. La aleación 75 requirió el menor número de indentaciones para exhibir un comportamiento SE; requiriendo sólo cinco indentaciones para lograrlo. Además, esta aleación presentó el mayor valor ERP, estando en concordancia con los parámetros de SE. Las propiedades mecánicas de las aleaciones registradas por Nanoindentación sugirieron que a medida que aumentaba el contenido de Zr, disminuía el número de indentaciones necesarias para lograr el comportamiento SE, y aumentaba el ERP; siendo la aleación 84 una excepción a esto. Las pruebas de desgaste en condición seca mostraron una relación entre la dureza calculada a partir de las pruebas de Nanoindentación y las tasas de desgaste calculadas; siendo las aleaciones 57 y 75 las que sufrieron más y menos daños, y poseen la menor y mayor dureza, respectivamente. Los CoF registrados por las aleaciones durante las condiciones de deslizamiento en seco fueron muy similares. Las micrografías de SEM e imágenes obtenidas por Perfilometría Óptica corroboraron que, durante las pruebas de desgaste en seco, los principales mecanismos de desgaste fueron el desgaste adhesivo y el desgaste abrasivo. Las curvas de Tafel y los valores de extrapolación indicaron que la aleación 48 exhibió el mejor comportamiento a la corrosión, obteniendo el valor más alto de Rp, seguida por la aleación 75; mientras que la aleación 57 obtuvo el valor de Rp más bajo. Los ensayos de corrosión no mostraron una tendencia clara con respecto a la composición de las aleaciones. Los ensayos de tribocorrosión se analizaron teniendo en cuenta el comportamiento mecánico y electroquímico de las aleaciones por separado. Los valores de OCP registrados indicaron que la aleación 48 tenía el mejor potencial de pasivación, exhibiendo los valores más positivos durante las tres etapas de las pruebas de tribocorrosión. No obstante, una buena combinación entre las propiedades mecánicas y electroquímicas de la aleación 75 le permitió registrar la tasa de desgaste más baja durante las pruebas de tribocorrosión. Por lo tanto, este estudio propone a la aleación 75 (Ti-24Nb-7Zr-5Sn, wt%) como una nueva alternativa a la aleación super elástica biomédica Ti2448 (Ti-24Nb-4Zr-8Sn).