A figura mostra as três estruturas cristalinas mais comuns nas ligas de implante: cúbica de face centrada (a), cúbica de corpo centrado (b) e hexagonal compacta (c). Segundo Callaghan, a associação correta com as ligas é:
- Cúbica de face centrada: titânio beta; cúbica de corpo centrado: aço 316L; hexagonal: titânio alfa.
- Cúbica de face centrada: aço 316L; cúbica de corpo centrado: titânio beta; hexagonal: titânio alfa.
- Hexagonal compacta: aço 316L; cúbica de face centrada: titânio alfa; cúbica de corpo centrado: cobalto.
- Cúbica de corpo centrado: cobalto-cromo; hexagonal compacta: aço 316L; face centrada: titânio beta.
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Conceito-chave
Três arranjos para quase todas as ligas
Os metais são cristais: os átomos se arrumam num padrão periódico tridimensional. Existem 14 arranjos possíveis, as redes de Bravais, mas quase todas as ligas ortopédicas usam três.
A cúbica de face centrada é a do aço inoxidável 316L, austenítico. A cúbica de corpo centrado é a do titânio beta. A hexagonal compacta aparece no titânio alfa e no cobalto-cromo. O cobalto, aliás, muda com a temperatura: é cúbico de face centrada, a fase alfa, acima de cerca de 400 °C, e hexagonal compacto, a fase épsilon, abaixo disso.
Por que a estrutura importa
A estrutura cristalina, junto com o tamanho de grão e as fases presentes, define como as discordâncias se movem e, portanto, a resistência, a ductilidade e o comportamento em fadiga. No titânio-6-4, por exemplo, a mistura bimodal de alfa hexagonal e beta cúbica é o que dá a alta resistência à fadiga.
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