Publicado

2019-04-01

Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C

Experimental determination of phase equilibrium in Ti-Nb-Mn system at temperatures between 1150 ° C and 1200 ° C

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v86n209.68055

Palabras clave:

Titanio, Biomédico, Diagrama de fase, sistema Ti Nb Mn, SEM EDS (es)
titanium alloys, biomedical materials, phase diagrams, Ti Nb Mn system, Thermo Calc® (en)

Descargas

Autores/as

El aumento y envejecimiento de la población mundial conlleva un progresivo uso de implantes biomédicos. Las aleaciones base titanio, han sido aplicadas extensamente. 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 es escasa 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 mediante técnicas de microscopia electrónica de barrido, espectroscopia por dispersión de energía  y  comparados con secciones isotérmicas simuladas mediante Thermo-Calc®. Se encuentran diferencias entre simulaciones ternarias y binarias. Los experimentos muestran la aparición de bTiMn a diferencia de lo reportado y simulado. Se presentan zonas obtenidas experimentalmente cercanas a composiciones líquidas de los diagramas ternarios a 1150°C y 1200°C. A 1150°C se presenta coexistencia de bTiMn y TiMn2. A 1200°C existe coexistencia de fases líquida, bTiMn y TiMn2.

The aging and increase of the world population entails a progressive use of biomedical implants. Titanium base alloys, have been widely applied. Ti-Mn, Ti-Nb, Ti-Nb-Mn and Ti-Ta-Nb-Mn alloys have been postulates with potential biomedical use for the next generations.
Information available from the Ti-Nb-Mn equilibrium system is not available in literature. The present work contributes in the experimental study at 1150 ° C and 1200 ° C isotherms of the Ti-Nb-Mn ternary diagram, established by scanning electron microscopy techniques and measured by energy dispersion spectroscopy and compared with isothermal sections simulated by Thermo-Calc®. There are differences between ternary and binary simulations. The experiments show the appearance of βTiMn with difference in reported and simulated. Ternary
diagrams areas at 1150 ° C and 1200 ° C near the experimentally obtained liquid compositions are presented in this paper. At 1150°C the phase βTiMn and TiMn2 coexist in equilibrium, this is not presented by the simulations. At 1200°C there is coexistence of liquid phase, βTiMn and TiMn2.

Referencias

Geetha, M., Singh, A.K., Asokamani, R. and Gogia, A.K., Prog.

Mater Sci. 54, pp. 397-425, 2008. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2008.06.004

Niinomi, M., Recent metallic materials for biomedical applications, Metall. Mater. Trans. A33, pp. 477-486, 2002. DOI: 10.1007/s11661-002-0109-2

Kodama, T., Study on biocompatibility of titanium alloys, Kokubyo Gakkai Zasshi, 56, pp. 263-288, 1989. DOI: 10.5357/koubyou.56.263

Domingo, J.L., Vanadium and Tungsten derivates as antidiabetics agents: a review of their toxic effects, Biol. Trace Elem. Res., 88, pp.97-112, 2002. DOI: 0.1385/BTER:88:2:097

Perl, D.P., Relationship of aluminium to Alzheimer’s disease,

Environ. Health Perspect., 63, pp. 149-153, 1985. DOI:

1289/ehp.8563149

Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Public Health Statement for Aluminium, 2008.

Niinomi, M., Hattori, T., Morikawa, K., Kasuga, T., Suzuki, A.,

Fukui, H. et al., Development of low rigidity Beta-tipe Titanium alloy for biomedical applications, Mater. Trans., 43, pp. 2970-2977, 2002. DOI: 10.2320/matertrans.43.2970

Niinomi, M., Nakai, M. and Hieda, J., Development of new metallic alloys for biomedical applications, Acta Biomater., 8, pp. 3888-3903,2012. DOI: 10.1016/j.actbio.2012.06.037

Strause, L., Saltman, P. and Glowacki, J., The effect of deficiencies of manganese and copper on osteoinduction and on resorption of bone particles in rats, calcif. Tissue Int., 41, pp. 145-150, 1987. DOI:10.1007/BF02563794

Sigel, H., Metal ions in biological systems, Manganese and its role in biological processes, 37, CRC Press, 2000. DOI:

1201/9781482289893

Kohlstadt, I., Scientific evidence for musculoskeletal, Bariatric, and Sport Nutrition, CRC Press, 2006. DOI: 10.1201/9781420019322

Fernandes, P., Niinomi, M., Cho, K., Nakai, M., Liu, H., Ohtsu, N.,Hirano, M., Ikeda, M. and Narushima, T., Microstructures,

mechanical properties and cytotoxicity of low cost beta Ti-Mn alloys for biomedical applications, Acta Biomaterialia, 26, pp. 366-376, 2015. DOI: 10.1016/j.actbio.2015.08.015

Guo, S., Zhang, J., Cheng, X. and Zhao, X., A metastable 𝛽𝛽-type Ti- Nb binary alloy with low modulus and high strength. Journal of Alloys and Compounds, 644, pp. 411-415, 2015. DOI:

1016/j.jallcom.2015.05.071

Chen, Z., Liu, Y., H. Jiang, Liu, M., Wang, C.H. and Cao, G.H.,

Microstructures and mechanical properties of Mn modified, Ti-Nbbased alloys, Journal of Alloys and Compounds, 723, pp. 1091-1097, 2017. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.06.311

Aguilar, C., Guerra, C., Lascano, S., Guzman, D., Rojas, P.A.,

Thirumurugan, M., Bejar, L. and Medina, A., Synthesis and

characterization of Ti-Ta-Nb-Mn foams, Materials Science and

Engineering, C58, pp. 420-431, 2016. DOI: 10.1016/j.msec.2015.08.053

ASM Handbook vol. 03. Alloy phase diagrams. ASM International; 1992. ISBN: 978-0-87170-381-1

Okamoto, H., Supplemental literature review of binary phase

diagrams: Ag-Sn, Al-Pd, Ba-d, Ba-Pr, Cu-P, Dy-Ni, Ga-Mn, Gd-Sb,

Gd-Zr, Ho-Te, Lu-Sb, and Mn-Nb, Journal of Phase Equilibria and

Diffusion, 35(1), 2014. DOI: 10.1007/s11669-013-0262-x

Murray, J.L., The Mn-Ti (Manganese-Titanium) system. Bulletin of Alloy Phase Diagrams, 2(3), pp. 334-343. 1981. DOI:

1007/BF02868287

Cómo citar

IEEE

[1]
H. J. Manzo Garrido, P. H. Tapia, y H. H. Zapata, «Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C», DYNA, vol. 86, n.º 209, pp. 304–311, abr. 2019.

ACM

[1]
Manzo Garrido, H.J., Tapia, P.H. y Zapata, H.H. 2019. Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C. DYNA. 86, 209 (abr. 2019), 304–311. DOI:https://doi.org/10.15446/dyna.v86n209.68055.

ACS

(1)
Manzo Garrido, H. J.; Tapia, P. H.; Zapata, H. H. Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C. DYNA 2019, 86, 304-311.

APA

Manzo Garrido, H. J., Tapia, P. H. & Zapata, H. H. (2019). Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C. DYNA, 86(209), 304–311. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n209.68055

ABNT

MANZO GARRIDO, H. J.; TAPIA, P. H.; ZAPATA, H. H. Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C. DYNA, [S. l.], v. 86, n. 209, p. 304–311, 2019. DOI: 10.15446/dyna.v86n209.68055. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/68055. Acesso em: 22 mar. 2026.

Chicago

Manzo Garrido, Hernán Joaquín, Patricio Häberle Tapia, y Héctor Henao Zapata. 2019. «Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C». DYNA 86 (209):304-11. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n209.68055.

Harvard

Manzo Garrido, H. J., Tapia, P. H. y Zapata, H. H. (2019) «Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C», DYNA, 86(209), pp. 304–311. doi: 10.15446/dyna.v86n209.68055.

MLA

Manzo Garrido, H. J., P. H. Tapia, y H. H. Zapata. «Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C». DYNA, vol. 86, n.º 209, abril de 2019, pp. 304-11, doi:10.15446/dyna.v86n209.68055.

Turabian

Manzo Garrido, Hernán Joaquín, Patricio Häberle Tapia, y Héctor Henao Zapata. «Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C». DYNA 86, no. 209 (abril 1, 2019): 304–311. Accedido marzo 22, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/68055.

Vancouver

1.
Manzo Garrido HJ, Tapia PH, Zapata HH. Determinación experimental del equilibrio de fases en el sistema Ti- Nb-Mn a temperaturas entre 1150°C y 1200°C. DYNA [Internet]. 1 de abril de 2019 [citado 22 de marzo de 2026];86(209):304-11. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/68055

Descargar cita

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

557

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Licencia

Derechos de autor 2019 DYNA

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.

El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista.