Mechanical and microstructural properties of a nickel-chromium alloy after casting process

Introduction: There is a growing concern on the development of adequate materials to interact with the human body. Several researches have been conducted on the development of biomaterials for dental applications. Objective: This study aimed to determine the microstructural and mechanical properties of a nickel- based alloy, after the casting process. Material and methods: The alloy was melted through lost wax technique and centrifugation, by using blowtorch with liquefied petroleum gas. To evaluate the mechanical properties, tensile bond strength and microhardness tests were performed. The microstructural characterization was performed using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Statistical analyses were performed on microhardness results, through Student t test. A program for digital image processing was used to determine the percentage of the existing phases. Results and Conclusion: The tensile strength was higher than that reported by the manufacturer, 559.39±25.63MPa versus 306 MPa, respectively. However, the yield strength was slightly lower, 218.71±29.75 MPa versus 258 MPa, reported by the manufacturer. The microhardness tests showed about 70 HV, far above the value informed by the manufacturer (21 HV). It can be affirmed with 95% confidence interval that the casting process did not alter the material's hardness. The alloy's microstructure is formed by a matrix with dendritic aspect and gray color and a second white interdendritic phase with equally distributed precipitates as well as porosities. EDS tests showed that the matrix is rich in nickel and chromium, the interdendritic second phase is rich in molybdenum and the precipitates in titanium or silicon. The matrix represents 86% of the area and the second phase 12%.

Influência do processo de fabricação de reconstruções metalocerâmicas na microestrutura de liga níquel-cromo / Manufacture process of metal-ceramic reconstructions influence on the nickel-chromium alloy microestructure

Introdução: Durante a fabricação de reconstruções dentárias, que utilizam sistemas metalocerâmicos, é utilizado um tratamento térmico para promover a adesão da porcelana ao metal. Entretanto, sabe-se que tratamentos térmicos podem alterar a microestrutura do material metálico, modificando suas propriedades. Objetivo: Este trabalho objetivou avaliar as possíveis modificações causadas na microestrutura de liga à base de níquel-cromo utilizada para reconstruções metalocerâmicas, quando a mesma é submetida ao tratamento térmico para adesão da porcelana.Material e método: O material pesquisado foi dividido nos grupos CR, F e TT, que representam, respectivamente, o material como recebido do fabricante, o material apenas submetido ao processo de fundição e o material após fundição e tratamento térmico. Os grupos CR e F foram submetidos à análise química quantitativa. A caracterizaçãomicroestrutural dos três grupos foi realizada através da técnica de microscopia eletrônica de varredura, com um sistema de Energy Dispersive Spectroscopy. Técnicas de análise e processamento digital de imagens foram aplicadas às micrografias dos grupos F e TT, para determinação de possíveis modificações quantitativas nas fases presentes. Resultado: A microestrutura da liga era formada por uma matriz de estrutura dendrítica de coloração cinza, rica em níquel; uma segunda fase interdendrítica de coloração branca e aspecto rendilhado, rica em molibidênio, e precipitados de coloração preta, podendo ser ricos em silício ou titânio. Também foram identificadas porosidades.Conclusão: A microestrutura após o processo de fundição apresentou um tamanho da fase interdendrítica menor. Não foram identificadas mudanças na microestrutura e na composição química das fases após o tratamento térmico.

Introduction: Manufacturing process of metal-ceramic dental reconstructions systems includes heat treatment to promote adhesion of the porcelain in the metal. However, it is known that heat treatment can promote changes in the microstructure of metallic materials, thereby affecting their properties. Objective: This work evaluated themicrostructure stability of dental quality nickel base alloy submitted to the heat treatment aiming at achieving porcelain adhesion. Material and method: The samples divided into three sets, CR, F and TT, representing,respectively, the material received from the manufacturer, the material just before the casting process and the material after casting end heat treatment. The CR and F sample sets were submitted to quantitative chemical analysis. The samples of CR, F and TT sets was submitted to the microstructural characterization by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. Digital images processing techniques were applied to micrographics of F and TT sets to determine the changes in the material microstructure before and after heat treatment. Result: The alloy microstructure exhibits a gray dendritic structure in a clear matrix, rich in nickel, and a white inter-dendritic second phase, rich in molybdenum, with scattered precipitates, rich in titanium or silicon,and porosity. Conclusion: The microstructure has an average size of the interdendritic phase less than the alloy after casting. Changes in the microestructure and in the chemical composition of each phase were not identified, whether before nor after thermal treatment.

Avaliação comparativa de propriedades geradas pelos processos de soldagem TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr / Comparative assessment of properties generated by the process of TIG welding and brazing in a Ni-Cr dental alloy

O objetivo deste trabalho foi comparar, por meio de teste de microdureza e técnicas de caracterização metalúrgica, que inclui a metalografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (energy dispersive spectroscopy – EDS), propriedades mecânicas e metalúrgicas de juntas soldadas pelos métodos TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr (FIT-CAST SB). As regiões estudadas em cada amostra foram o metal de base (MB), a zona termicamente afetada (ZTA) e a zona de fusão (ZF). Foram confeccionados 40 corpos-de-prova cilíndricos, em forma de bastão, com 2,5mm de diâmetro e 18,0mm de comprimento, obtidos apartir de fundição odontológica por centrifugação (técnica da cera perdida). Foram separados vinte cilindros para cada técnica, que após a soldagem formaram grupos de dez amostras para cada procedimento. A microestrutura do MB apresentou-se como uma matriz de uma solução sólida à base de Ni-Cr contendo um típico arranjo dendrítico de estrutura eutética. A liga apresentou precipitados metálicos na região interdendrítica da estrutura eutética. A análise química semi-quantitativa obtida através da técnica de EDS apresentou resultados compatíveis com a composição química quantitativa fornecida pelo fabricante da liga. Na brasagem, o MB e a ZF apresentaram microestruturas distintas. A ZF apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades. A análise química semi quantitativa por EDS da ZF mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o MB...

The purpose of this study was to compare, by means of microhardness testing and metallurgical characterization techniques as metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS), mechanical and metallurgical properties of welded joints by TIG and brazing methods in a dental alloy based on Ni-Cr (FIT-CAST SB). The studied regions in each sample were the base metal (MB), the heat affected zone (ZTA) and the fusion zone (ZF). Forty cylindrical bodies-of-proof, stick-shaped, with 2.5mm diameter and 18.0mm in length were made from dental casting by centrifugation (lost wax technique). Twenty cylinders were used for each technique, which formed, after the welding, groups of ten samples for each procedure. The microstructure of the MB is presented as a matrix of a solid solution based on Ni-Cr with a typical dendritic arrangement of eutectic structure. The alloy presented metallic precipitates in the interdendritic region of the eutectic structure. The semiquantitative chemical analysis obtained by EDS technique showed results consistent with the quantitative chemical composition provided by the alloy manufacturer. In the brazing method, the MB and ZF showed different microstructures. The ZF showed a rough dendritic morphology with the presence of precipitates and porosities. The semiquantitative chemical analysis by EDS of the ZF had very similar results to those obtained for the MB...

A relaçäo entre bruxismo dental e implantes endósseos / Relationship between bruxism and endosseous implants

Vários estudos longitudinais vêm demonstrar a excelente confiabilidade do tratamento com implantes endósseos. As bases para o seu sucesso säo um correto planejamento protético e conhecimento técnico-científico acerca do biomaterial empregado na fabricaçäo do implante. A proposta deste estudo é revisar na literatura os possíveis riscos e problemas de um paciente identificado como bruxoma, no planejamento protocolar pré-implante, onde tensöes geradas da oclusäo constituem um fator predisponente a falhas no tratamento devido aos altos níveis de sobrecarga gerada no implante

Tratamento ortodôntico-restaurador combinado: um recurso nas alteraçöes de forma dentária (relato de caso) / Orthodontic restorative treatment: a tool for tooth morphological alterations (case report)

O restabelecimento de um sorriso harmônico constitui um desafio para a odontologia restauradora frente às alteraçöes de forma e tamanho, que afetam a proporçäo áurea dos dentes. Deste modo, propöe-se, neste trabalho, uma técnica alternativa restauradora estética para a reanatomizaçäo e recontorno estético em "incisivos laterais conóides" e diastemas interincisais, através da utilizaçäo de sistemas adesivos resinosos diretos. Os resultados alcançados foram esteticamente satisfatórios, favorecendo a continuidade do plano de tratamento clínico que se encontra em fase de movimentaçäo ortodôntica fixa