Efecto de la velocidad de calentamiento sobre las propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión de aleaciones de titanio modificadas

Abstract

RESUMENEl titanio y sus aleaciones son ampliamente utilizados como materiales biocompatibles, debido a su estabilidad química con el cuerpo humano, una buena relación densidad/resistencia, resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión, entre otros. La capacidad de estos materiales a desarrollar una película pasiva de óxido de manera natural sobre la superficie, lo hace favorable a diferentes aplicaciones, no obstante, la estabilidad de la película es afectada por ambientes agresivos. Los procesos de modificación superficial han sido una alternativa para mejorar la resistencia a la corrosión y algunas propiedades mecánicas. Estas características se deben entre otros a la generación de manera natural de una película de óxido pasiva cuando son expuestos al aire. Esta investigación evaluó el efecto de la velocidad de calentamiento en la oxidación térmica de aleaciones de titanio (Ti6Al4V). Las aleaciones de titanio fueron sometidas a oxidación térmica a 600,700 y 800°C con velocidad de calentamiento de 3, 4 y 5 °Cmin -1 y enfriamiento isotérmico en horno. La caracterización morfológica de la película de óxido se llevó a cabo mediante Microscopia Electrónica de Barrido y las pruebas de resistencia a la corrosión se realizaron mediante técnicas de polarización potenciodinámica en solución Ringer como electrolito. Los resultados muestran la influencia de la temperatura y la velocidad de calentamiento en el espesor de la película de óxido en un diseño factorial 3 2 . Las muestras oxidadas térmicamente a 600 y 800ºC presentaron mejores resultados respecto a resistencia a la corrosión, además se evidenció un incremento de dureza 2.5 veces mayor en muestras oxidadas a 800°C en comparación con el material base.Palabras clave: Aleación Ti6Al4V, oxidación térmica, corrosión, dureza, diseño factorial. ABSTRACTTitanium alloys are widely used as biocompatibles materials, due to their chemical stability inside of the body, a good relationship between density/resistance, fatigue resistance, corrosion resistance and other. The capacity of these materials to develop a naturally passive oxide layer on the surface, makinge them favorable for different applications. However, the stability of the film is affected by aggressive environment. Therefore, the surface modification process has been an alternative to improve the corrosion resistance, and some mechanical properties. This research evaluated the effect of the heating rate on the thermal oxidation of titanium alloys (Ti6Al4V). The method consisted in producing oxide films by thermal oxidation at 600, 700 and 800°C at different heating rates 3, 4 and 5 °Cmin -1 and isothermal cooling in furnace. Morphological characterization was carried out through Scanning Electronic Microscopy, and the corrosion resistance test was carried out by potentiodynamic polarization study using Ringer´s solution as an electrolyte. The results showed the influence of the temperature and heating rate on the thickness of the oxide layer in factorial design 3 2 . Thermally oxidized