Estudio del efecto del procesado mediante tecnología de elevada densificación, y del comportamiento a corrosión de la aleación Ti-35Nb-6Zr-5Ta.

Abstract

[ES] Una de las aleaciones prometedoras por su elevada resistencia frente a la corrosión, dentro de las aleaciones de titanio, es la aleación cuaternaria Ti-35Nb-7Zr-5Ta. Sin embargo, la dificultad en su procesado, pues la adición al titanio de elementos de aleación de elevada temperatura de fusión como el niobio y el tantalio en cantidades importantes, requiere explorar distintas técnicas de procesado diferentes de la obtención convencional por colada. Una técnica novedosa es la llamada Spark Plasma Sintering (SPS), de la que no existe todavía una gran bibliografía para este tipo de aleaciones. Por tanto, se desarrollará un estudio sobre la caracterización química y física de la aleación Ti 35Nb-7Zr-5Ta obtenida mediante SPS a partir de polvos obtenidos por aleación mecánica, empleando diferentes temperaturas y tiempos de procesado. Para ello, se compararán los resultados con muestras de la misma aleación obtenidas por los procesos típicos de colada por arco eléctrico y prensado y sinterización. Se practicarán ensayos de corrosión electroquímica y liberación de iones en simulación de medio orgánico para la caracterización química, y ensayos de dureza, microdureza y flexión a 4 puntos para la física. Los resultados muestran que el SPS presenta excelentes características frente a la corrosión, en especial para tiempos altos de procesado, que arrojan un comportamiento superior a la colada y notablemente superior al prensado y sinterizado. En cuanto a la caracterización mecánica, presenta un valor de dureza superior junto con un módulo de Young bajo cercano al óseo. Por tanto, el SPS demuestra ser una técnica de alta calidad que proporciona TNZT apto para aplicaciones biomédicas.

[EN] One of the promising alloys for its high resistance to corrosion, within titanium alloys, is the quaternary alloy Ti-35Nb7Zr-5Ta. However, the difficulty in its processing, since the addition to titanium of alloying elements with a high melting temperature such as niobium and tantalum in significant quantities, requires exploring different processing techniques different from conventional production by casting. A novel technique is the Spark Plasma Sintering (SPS), of which there is not yet a large bibliography for this type of alloys. Therefore, a study will be carried out on the chemical and physical characterization of the Ti 35Nb-7Zr-5Ta alloy obtained by means of SPS from powders obtained by mechanical alloying, using different temperatures and processing times. For this, the results will be compared with samples of the same alloy obtained by the typical processes of electric arc casting and pressing and sintering. Electrochemical corrosion and ion release tests will be carried out in organic medium simulation for chemical characterization, and hardness, microhardness and 4-point bending tests for physical characterization. The results show that SPS has excellent characteristics against corrosion, especially for high processing times, which show superior performance to casting and notably superior to pressing and sintering. Regarding the mechanical characterization, it presents a higher hardness value together with a low Young's modulus close to that of bone. Therefore, SPS proves to be a high quality technique that provides TNZT suitable for biomedical applications.