DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL EQUILIBRIO DE FASES EN EL SISTEMA Ti-Nb-Mn A TEMPERATURAS ENTRE 1150 Y 1200°C

Abstract

El creciente aumento y envejecimiento de la población mundial conlleva un progresivo uso de implantes biomédicos. Las aleaciones base titanio han sido aplicadas extensamente. La búsqueda de elementos aleantes que posean mayor disponibilidad, bajo costo y sean beneficiosos para el organismo, además de mejorar las propiedades, han sido el objetivo central de los estudios en esta área. Aleaciones Ti-Mn, Ti-Nb, Ti-Nb-Mn y Ti-Ta-Nb-Mn se han postulado con un potencial uso biomédico para las siguientes generaciones.Información disponible del sistema en equilibrio Ti-Nb-Mn, no es de fácil acceso en la literatura. El presente trabajo contribuye en el estudio experimental de las isotermas 1150°C y 1200°C del diagrama ternario Ti-Nb-Mn, establecidas por medio de técnicas de microscopia electrónica de barrido, espectroscopia por dispersión de energía y comparados con secciones isotérmicas simuladas mediante ThermoCalc. Se encuentra diferencias entre las simulaciones ternarias y binarias. Los experimentos binarios y ternarios muestran la aparición de TiMn en la composición de 50 wt% Mn a diferencia de lo reportado y simulado que se presenta a los 55 wt% Mn. Las zonas de los diagramas ternarios a 1150°C y 1200°C cerca de las composiciones líquidas fueron obtenidas experimentalmente y se presentan en este trabajo. A 1150°C se muestra coexistencia de la fase TiMn y TiMn2, a diferencia de lo presentado por las simulaciones. A 1200°C se presenta coexistencia de las fases líquida, TiMn y TiMn2.

The increase and aging of the world population entails a progressive use of biomedical implants. Titanium base alloys have been widely applied. The search for the use of alloying elements with more available, low cost and beneficial for the organism in addition to improving properties has been the central objective of studies in this area. Ti-Mn, Ti-Nb, Ti-Nb-Mn and Ti-Ta-Nb-Mn alloys have been postulated with potential biomedical use for the following generations.Information available of the Ti-Nb-Mn equilibrium system is not easily available in the literature. The present work contributes in the experimental study of the 1150 ° C and 1200 ° C isotherms of the Ti-Nb-Mn ternary phase diagram, established by scanning electron microscopy techniques, energy dispersion spectroscopy and compared to isothermal sections simulated by ThermoCalc. There are differences between ternary and binary simulations. Binary and ternary experiments show the appeareance of TiMn in the composition of 50 wt% Mn, with difference of reported and simulated at 55 wt% Mn. The areas of the ternary diagrams at 1150 ° C and 1200 ° C near the liquid compositions were obtained experimentally and presented in this work. At 1150 ° C, coexistence of the TiMn and TiMn2 phases is shown, present difference compared with simulations. At 1200 ° C there is coexistence of the liquid phases, TiMn and TiMn2.