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Microestructura y Propiedades Mecánicas de Aleaciones de Alta Entropía Biomédicas Ti-Zr-Nb-Ta-Sn

Autores: Ozerov, Maxim; Yurchenko, Nikita; Sokolovsky, Vitaly; Nozdracheva, Elena; Panina, Evgeniya; Nadezhdin, Sergey; Stepanov, Nikita; Zherebtsov, Sergey

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Aleaciones de alta entropía
Microestructuras
Comportamiento mecánico
Deformación
Bandas de dislocación
Aplicación biomédica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 4

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se produjeron aleaciones de alta entropía Ti(50-x)Zr38NbxTa8Sn4 con x = 0, 10 y 20 at.% mediante fusión por arco al vacío en una atmósfera de argón de alta pureza. Las microestructuras iniciales consistían en granos bcc equiaxiales con tamaños de 115 +/- 30 um, 250 +/- 60 um y 280 +/- 70 um para las aleaciones Ti30Nb20, Ti40Nb10 y Ti50Nb0, respectivamente. Las aleaciones Ti30Nb20 y Ti40Nb10 mostraron un comportamiento mecánico atípico con una corta etapa de endurecimiento por deformación seguida de una disminución gradual del esfuerzo de fluencia después de alcanzar el punto de fluencia. Aunque estas dos aleaciones tenían cierta inclinación hacia la localización de deformación macroscópica, su elongación a la tracción fue similar a la obtenida en la aleación Ti50Nb0, que tuvo una etapa más prolongada de deformación uniforme. Las diferencias se asociaron con microestructuras distintas observadas después de la deformación hasta la fractura. La formación de bandas de dislocación y la activación del deslizamiento cruzado a escala microscópica, así como la aparición de bandas de quiebre a escala mesoscópica, pueden resultar en inestabilidad plástica. En contraste, una microestructura similar a lamelas con bandas de dislocación paralelas, como la observada en la aleación Ti50Nb0, puede asegurar un comportamiento mecánico más estable. Las aleaciones desarrolladas (Ti30Nb20 y Ti40Nb10) tienen propiedades que las hacen altamente atractivas para aplicaciones biomédicas debido a una combinación de muy altas resistencias a la fluencia (1090 y 930 MPa, respectivamente), bajos módulos de Young (~78 y ~69 GPa, respectivamente), ductilidad razonable y excelente biocompatibilidad.

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