Electrochemical behavior of two austenitic stainless steel biomaterials

Abstract

ResumoO presente trabalho avaliou a resistência à corrosão localizada de dois aços inoxidáveis austeníticos utilizados na fabricação de implantes ortopédicos: o aço ASTM F138, material metálico atualmente mais utilizado em aplicações ortopédicas e o aço ISO 5832-9, aço com adição de nióbio e nitrogênio e que vem sendo apontado como uma alternativa para a substituição do aço F138, para aplicações mais severas de carregamento e tempo de permanência no interior do corpo humano. Ensaios de polarização mostraram que o aço ISO 5832-9 apresenta resistência à corrosão localizada muito superior à do aço F138. O potencial crítico de pite do aço ISO 5832-9 não foi observado na curva de polarização cíclica até o potencial de transpassivação do material. O ensaio potenciostático de corrosão por risco confi rmou a superioridade do aço ISO 5832-9. Observou-se a reconstituição do fi lme passivo danifi cado mecanicamente, mesmo em potenciais tão elevados como 800 mV SCE. Análises por microscopia eletrônica de varredura confi rmaram a presença de pites de corrosão de crescimento estável, na superfície da amostra de aço F 138, e a ausência desses pites, na amostra do aço ISO 5832-9. A maior resistência à corrosão localizada do aço ISO 5832-9 é, principalmente, atribuída ao aumento da estabilidade do fi lme passivo, sendo favorecida pela presença do nitrogênio em solução sólida intersticial, na austenita desse aço. Palavras

Obtainment and Characterization of a Silicon alkoxides-based Coating Applied to a Substrate of Stainless Steel 316L for Use in Biomaterials

“…This potential drops to lower values after a period of time, fact which is attributed to the dissolution of the oxide layer through the process of reductive dissolution 28 . Austenitic stainless steel owe their resistance to corrosion to the spontaneous formation of a superficial protective layer of chrome oxide which acts as a barrier, suppressing the process of corrosion and maintaining the release of ions in lower levels 29 .…”

Comparison of Corrosion Resistance in Physiological Saline Solution of Two Austenitic Stainless Steels – 316LV and REX734

“…When nitrogen content exceeds the solubility limit, brittle Cr2N precipitations may be formed, decreasing ductility and corrosion resistance of the steels. REX734 (ISO 5832-9) nitrogenand niobium-bearing austenitic stainless steel, with reduced nickel content, higher amount of chromium, manganese and nitrogen has been designated to improve and replace the 316LV steel on the market (Giordano et al, 2010).…”

Caracterização Química E Microestrutural De Hastes Femorais Modulares Fabricadas Em Aço Inoxidável Abnt NBR Iso 5832-9

“…O nitrogênio é um elemento crucial no aço porque estabiliza a austenita, aumenta a resistência mecânica e previne a corrosão localizada [3]. Pequenas quantidades de nitrogênio já são suficientes para promover variações significativas nas propriedades mecânicas e de corrosão [4]. O aumento de resistência mecânica é ocasionado pelo endurecimento por solução sólida, formação de precipitados da fase Z (nitreto rico em Nb e Cr, contendo também Fe e Mo) e refino de grão [1].…”

“…As partículas mais grosseiras podem atuar como concentradores de tensão e, consequentemente, ter importante participação na iniciação e propagação de trincas de fadiga [1]. Giordano et al [4] sugerem que adições de Nb também devem ser bem controladas para evitar a precipitação excessiva de fase Z, pois isto envolveria a remoção de nitrogênio da matriz ao redor das partículas, tornando essas regiões mais susceptíveis à corrosão. Portanto, para se alcançar as propriedades requeridas pela norma, a quantidade e a morfologia das partículas da fase Z e a estrutura de grãos da austenita devem ser bem controlados durante o processo de fabricação.…”