Trattamenti di severe shot peening su lega Ti-6Al-4V per mezzi di osteosintesi

The two most frequent causes of failure of an implanted titanium alloy biomedical device are fatigue failure and bacterial infections. Several studies have highlighted the effect of severe plastic deformation (SPD) in improving the response of the material in these sectors, through the formation of nanocrystals on the surface added to the effects of conventional shot peening In this paper 4 types of shot peening treatments have been selected which differ from each other in intensity of Almen (which is the measurement of the bending of a standard peening blade), coverage rate (which is measured by the ratio between the sum of the areas of impact of the shots and the area of the sample) and size of the balls that are "fired" on the sample. The required spheres are no-inox steel. Observations on surface topography, profilometry analysis, analysis of nano-roughness, of wettability, tests on residual stresses and distortion of the crystal lattice, and finally metallographic observations and microhardness analyzes were performed on the samples.

Le due più frequenti cause di fallimento di un dispositivo biomedicale in lega di titanio impiantato sono la rottura per fatica e le infezioni batteriche. Diversi studi hanno dimostrato l’effetto della severe plastic deformation (SPD) nel migliorare la risposta del materiale in questi 2 ambiti, attraverso la formazione dei nanocristalli in superficie sommata agli effetti della pallinatura convenzionale. In questo elaborato sono state selezionate 4 tipologie di trattamenti di pallinatura che differiscono tra loro per intensità di Almen (che è la misura dell’incurvamento di una lamina standard sottoposta a pallinatura), tasso di copertura (che è misurato dal rapporto tra la somma delle aree di impatto degli shots e l’area del campione) e dimensione delle sferette che vengono “sparate” sul campione. Le sferette utilizzate sono in acciaio carbonioso. Sono state effettuate osservazioni della topografia superficiale, analisi di profilometria, analisi di nanorugosità, di bagnabilità, test sugli sforzi residui e la distorsione del reticolo cristallino e infine osservazioni metallografiche e analisi di microdurezza.