Orientador: Itamar Ferreira

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: As ligas a base de Cobalto são utilizadas em diversos tipos de aplicações; seja em turbinas de avião, ferramentas de corte, válvulas cardíacas ou próteses ortopédicas. Na Odontologia, elas são utilizadas na confecção de próteses a mais de meio século, devido às suas características adequadas...

Resumo: As ligas a base de Cobalto são utilizadas em diversos tipos de aplicações; seja em turbinas de avião, ferramentas de corte, válvulas cardíacas ou próteses ortopédicas. Na Odontologia, elas são utilizadas na confecção de próteses a mais de meio século, devido às suas características adequadas a esta aplicação (biocompatibilidade, resistência mecânica, resistência ao desgaste e à oxidação, baixa densidade, boa fundibilidade). Mas, a incidência de falhas de próteses odontológicas é um grande problema ainda não resolvido e que representa inconvenientes e gastos tanto para os usuários como para os profissionais da área. Certamente o fato da Odontologia não controlar rigidamente os parâmetros do processo de fundição (temperatura de vazamento, temperatura do molde, atmosfera ambiente) propicia a formação de defeitos (vazios, microssegregação, inclusões) que prejudicam as propriedades mecânicas e facililam o processo de fratura. Este trabalho tem por objetivos analisar a microestrutura e as propriedades mecânicas de tração de duas ligas odontológicas: Steeldent e Dentorium, fundidas em duas condições: 1) 100% iga nova (sem refusão de material); 2) 50% liga nova (introdução
de 50% em peso do mesmo materialjá fundido e 50% em peso de liga nova). Observou-se que
a liga Dentorium 50% liga nova apresentou carbonetos pequenos e uniformementedistribuídos,
rel1etindoem um maior alongamento total em relação às ligas Dentorium 100% liga nova e
Steeldent em ambas condições. As ligas apresentaram espaçamento interdendrítico pequeno
(aproximadamente 10 /lm), e segregação ao longo dos contornos de grão. As ligas Stecldent e
Dentorium apresentaram, em média, limites de escoamento bem próximos (683, 702, 740 e
699 MPa para ligas Steeldent1O0 e 50% e, Dentorium 100 e 50% liga nova, respectivamente),
enquanto a tensão de fratura foi, em média, menor para as ligas Steeldent 100 e.50% liga nova
(845 e 844 MPa, respectivamente) em relação às ligas Dentorium 100 e 50% liga nova (917 c
916 MPa, respectivamente), as quais, aparentemente, possuem um menor percentual de vazios
localizados na superfície de fratura. Em média, não houve diferença, para cada liga, na tensão
de fratura obtida para as duas diferenles condições. Devido à sensível dispersão das
propriedades mecânicas, foram realizados tesles de hipóteses com 90% de confiança,
mostrando que as propriedades mecânicas foram estatisticamente iguais para todas as ligas,
com exceção do alongamento total, que apresentou valores significativamente maiores para a
liga Dentorium 50% liga nova em relação às demais ligas e condições. As fractografias
mostram uma fratura predominantemente inleruendrítica em ambas as ligas, com presença de
maior ou menor quantidade de "dimples" dependendo do maIor ou menor alongamento total
observauo

Abstract: Cobalt alloys are utilizcd in various applications, includingaeroplane turbines, cutting tools, cardiac valvcs and prosthesis. These alloys have been used in dentistry for more than half a century in prosthesis, because of their excellent charactheristics in terms of biocompatibility,...

Abstract: Cobalt alloys are utilizcd in various applications, includingaeroplane turbines, cutting tools, cardiac valvcs and prosthesis. These alloys have been used in dentistry for more than half a century in prosthesis, because of their excellent charactheristics in terms of biocompatibility, strength, oxidation resistance, dcnsity, and castability. But, the fail incidence of partial denture
framework is a big unsolved problem, meaning inconvenience to the users, dentists and so on. ln dentistry there is no good control of the casting process parameters (pouring temperature, mould temperature and furnace atmosphere) and, as a result, excessive casting defects formation with deleterious effect on the mechanical properties. The microstructure and the tensile mechanical properties of two cast cobalt odontological alloys - Stecldent and Dentorium - cast in two different conditions (100% new alloy and 50% - in weight - new alloy plus 50% from remelted alloy) are analysed. It was observed that in Dentorium 50% new alloy there are
small carbides in a uniform distribution and, as a result, higher alongation was found when comparing to Dentorium 100% new alloy and to Steeldent alloy in both conditions. The alloys presented small interdendritic spacing (approximatcly 10 11m)anu grain-boundary segregation. Yield stress medium values for Steeldent and Dentorium alloys were very closed (683, 702, 740 and 699 MPa for the Steeldent 100 c 50% alloys and, Dentorium 100 e 50% new alloy, respectively), while the fracture stress was lower for the Steeldent alloys 100 e 50% new alloy (845 anu 844 MPa, respectively) in relation to the Dentorium alloys 100 and 50% new alloy (917 and 916 MPa, respectivcly). The later alloys showed low voids leveI in the fracture surface. There is no significant differences in comparing stress fracture on both conditions for each alloy. Due to the significant scattering of the mechanical properties, tests of hypothesis
were performed, and showed that the mechanical properties were statistically equal for all alloys, with exception of the elongation, that presented higher values to alloys Dentorium 50% new alloy when comparing with other allloys and conditions. The fractography showed a predominance in terms of interdendritic fracture for both alloys and, in same cases, presence of dimples in quantities depending on the elongation