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Type: Artigo de periódico
Title: Electrochemical behavior of two austenitic stainless steel biomaterials
Title Alternative: Comportamento eletroquímico de dois aços inoxidáveis austeníticos utilizados como biomateriais
Author: GIORDANO, Enrico J.
ALONSO-FALLEIROS, Neusa
FERREIRA, Itamar
BALANCIN, Oscar
Abstract: O 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 confirmou a superioridade do aço ISO 5832-9. Observou-se a reconstituição do filme passivo danificado mecanicamente, mesmo em potenciais tão elevados como 800 mV SCE. Análises por microscopia eletrônica de varredura confirmaram 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 filme passivo, sendo favorecida pela presença do nitrogênio em solução sólida intersticial, na austenita desse aço.
Potentiodynamic and potentiostatic polarization measurements were conducted in 0.9% NaCl solution to investigate the localized corrosion susceptibility of two austenitic stainless steel biomaterials: a low nitrogen, according to ASTM F 138 - the metallic material most widely utilized today in orthopedic applications; and a nitrogen- and niobium-bearing stainless steel, according to ISO 5832-9, which has shown a promising potential as a substitute of the F 138 steel for more severe loading applications and longer times inside the human body. The polarization tests revealed that the ISO 5832-9 steel is more corrosion resistant than the F 138. The critical pitting potential of the ISO 5832-9 steel could not be observed in the cyclic polarization curve up to the value of potential corresponding to its transpassivity. The potentiostatic scratch test confirmed the superiority of the ISO 5832-9 steel, which heal the mechanically damaged passive film at applied potential as high as 800 mV (SCE). Scanning electron microscopy (SEM) examination confirmed the presence of corrosion pits - lacelike pits - in a stable growth stage on the surface of F 138 steel and the absence of such pits in the specimens of the ISO 5832-9 steel. The higher corrosion resistance of the latter is attributed to the increased stability of the passive film and the high tendency to repassivate, which, in turn, is favored by the presence of nitrogen in interstitial solid solution in the austenite of this type of steel.
Subject: Biomateriais metálicos
Corrosão localizada
Aços inoxidáveis austeníticos
Fase Z
ISO 5832-9
Austenitic stainless steel
Localized corrosion
Z-phase
Metallic biomaterials
Orthopedic implant
Country: Brasil
Editor: Escola de Minas
Citation: Rem: Revista Escola de Minas, v.63, n.1, p.159-166, 2010
Rights: aberto
Identifier DOI: 10.1590/S0370-44672010000100027
Address: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672010000100027
http://www.scielo.br/pdf/rem/v63n1/27.pdf
Date Issue: 2010
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