Estudo comparativo da resistência à fadiga dos aços inoxidáveis austeníticos ASTM F 138 e ASTM F 745

Abstract

O aço inoxidável austenítico é um dos materiais mais utilizados na fabricação de próteses de quadril. Ele pode ser aplicado na condição de conformado (ASTM F 138) ou fundido (ASTM F 745). O objetivo deste estudo foi avaliar as possíveis causas de fratura ocorridas em próteses de quadril de aço inoxidável austenítico fabricadas por processo de fundição. Para tanto, foram feitas análises comparativas da resistência à fadiga de ambos os materiais. Além disso, diversas análises complementares foram realizadas, tais como: análise microestrutural, análise química através de espectrometria de emissão ótica e análise da fratura por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram uma resistência à fadiga do aço inoxidável fundido inferior em relação ao material conformado. Dentre os fatores que explicaram a menor resistência do fundido pode-se destacar a estrutura dendrítica grosseira, maior nível de impurezas e inclusões, além da formação de microrechupes.

The austenitic stainless steel is one of the most used materials in the manufacturing of hip prosthesis. It can be applied in the condition of formed (ASTM F 138) or cast (ASTM F 745). The purpose of this study was to assess the possible causes of fracture occurred in austenitic stainless steel hip prosthesis manufactured by casting process. For that, comparative analyses of the fatigue strength of both materials were made. Besides that, several complementary analyses were made, such as: microstructural analysis, chemical analysis by optical emission and fracture analysis by scanning electron microscopy. The results indicated an inferior fatigue strength of the cast stainless steel in comparison to the formed material. Among the reasons that explained the lower resistance of the cast, the following may be emphasized the coarse dendritic structure, higher level of impurities and inclusions, besides the formation of shrinkages.