Actualmente en el mundo existe una demanda de materiales complejos para aplicaciones biomecánicas o aeroespaciales. El titanio es un material que tiene un gran interés debido a sus excelentes propiedades. Sin embargo, el titanio tiene ciertos inconvenientes como la baja resistencia al desgaste, un elevado módulo de Young lo cual es desfavorable a la hora de utilizarlo como biomaterial.
Este proyecto pretende obtener superficies con alto contenido de aleantes betágenos mediante el proceso de difusión. Dos aleantes metálicos se van a emplear en este experimento el niobio (Nb) y el molibdeno (Mo). Se difunden sobre titanio elemental (Ti) y la aleación comercial Ti-64 (Compuesta por Ti-6Al-4V). El Nb y Mo se utilizaran en forma de polvo con el fin de aumentar la superficie de contacto y así optimizar la difusión.
Para cumplir los objetivos se realizaron distintos experimentos. Ambos Mo y Nb van a difundir sobre muestras de Ti y Ti-64 a 750º y a 1100º. El tiempo de difusión a 1100ºC fue de 3h mientras que los experimentos realizados a 750º fue de 6h.
Por otra parte se van a simular estos experimentos con DICTRA. Los resultados de la simulación se utilizan para compararlos con los resultados experimentales. El análisis de los resultados hace que se apruebe la simulación de DICTRA ya que los resultados de la simulación y los experimentales concuerdan entre sí.
Este proyecto logra cambiar las propiedades microestructurales de una superficie de muestras de Ti y Ti-64, como se ha caracterizado mediante SEM. En particular los experimentos a 1100º mediante difusión se han creado superficies con fases α+β tanto equiaxial como laminar y fase β cumpliéndose así los objetivos marcados en el proyecto.Currently there is a worldwide demand for complex materials eligible for applications in the field of biomechanics and of aerospace engineering. Titanium has attracted a lot of attention because of their properties. However, there are several properties which can be improved. Titanium has low wear resistance and a high Young modulus which is a handicap in order to build biomaterials.
The goal of the experiment is to obtain surfaces with high content of beta enhancing alloys by diffusion process at settled temperatures and timing. Two metal alloys are selected, niobium (Nb) and molybdenum (Mo). In separate experiments they are diffused over pure Titanium (Ti) and over Ti-64 commercial alloy (the latter is composed of Ti-6Al-4V). By using powder alloy the surface of diffusion is maximized.
For this aim different experiments were performed. Mo and Nb were diffused in Ti and Ti-64 pieces at 1100º and 750º. The experiments at 1100ºC will diffuse over 3 h meanwhile 750ºC will diffuse over 6 h.
More over the experiment were simulated using DICTRA. These results were compared to the real results of the experiment. DICTRA results were reliable because they were similar to real experiment results.
The experiment succeeds in changing the microstructural properties of the surface of Ti and Ti-64 samples as characterized by SEM. In particular, by using diffusion process at 1,100 ºC surfaces with a beta and alpha plus beta structures are obtained achieving the goals of the project.Ingeniería Mecánic
