Mathematical modeling of dilatometric behavior of 420A and 440C martensitic stainless steels used in surgical tools / Modelamento matemático de ensaio dilatométrico em aços inoxidáveis martensíticos 420A e 440C utilizados em ferramental cirúrgico

This research consisted of implementing and evaluating an empirical mathematical model to reproduce analytically the dilatometric behavior of ASTM 420A and ASTM 440C martensitic stainless steels, widely used for manufacturing surgical tools. Martensitic stainless steels can be subdivided into three subgroups: low-carbon, medium-carbon and high-carbon steels. The microstructure of each group is also characteristic as needlelike martensitic; very fine martensitic; and ultra-fine martensitic containing carbides. The proposed method was based on experimental data obtained from the dilatometric testing of the steel samples applying low heating rates. It was possible to determine the formation of phase fields near the equilibrium conditions. The method, being based on empirical data, ensured a greater approximation to the experimental values, verifying that it can be applied as a useful tool in the evaluation of industrial heat treatments for surgical tools.

O presente trabalho consistiu em implementar e avaliar um modelo matemático empírico que reproduz analiticamente o comportamento dilatométrico dos aços inoxidáveis martensíticos ASTM 420A e ASTM 440C, utilizados em ferramental cirúrgico. Aços inoxidáveis martensíticos podem ser subdivididos em três subgrupos, ou seja, baixo carbono; médio carbono e alto carbono. A microestrutura de cada grupo é caracterizada por martensita em forma de agulha; martensita fina e martensita ultra-fina contendo carbetos. A elaboração do método matemático se baseou em dados extraídos de ensaios dilatométricos sob baixas taxas de aquecimento. Foi possível determinar a formação dos campos de fase próximos às condições de equilíbrio. Os resultados obtidos garantiram boa aproximação com os valores experimentais, evidenciando que o modelo aplicado é um instrumento útil na avaliação dos tratamentos térmicos industriais para ferramental cirúrgico.

Um novo fio de aço inoxidável para aplicações ortodônticas / A new stainless steel wire for orthodontic purposes

OBJETIVO: desenvolver uma metodologia para fabricação de fios ortodônticos de aço inoxidável austeno-ferrítico SEW 410 Nr. 14517 por meio dos processos convencionais de laminação e trefilação. MÉTODOS: o aço austeno-ferrítico foi elaborado em um forno elétrico de indução. A qualidade dos fios foi avaliada por ensaios de tração e medidas de microdureza. A ductilidade e a manuseabilidade foram analisadas por meio da confecção de componentes ortodônticos. RESULTADOS E CONCLUSÕES: os valores encontrados mostraram que os fios de aço inoxidável austeno-ferrítico atenderam às normas BS 3507:1976 e ISO 5832-1, e apresentaram ótima ductilidade para confecção de componentes ortodônticos com dobras complexas.

OBJECTIVE: To develop a method to manufacture austenitic-ferritic stainless steel orthodontic wires (SEW 410 Nr. 14517) using conventional rolling and wiredrawing processes. METHODS: Austenitic-ferritic steel was produced in an induction furnace. Traction trials and microhardness measurements were used to evaluate wire quality. Orthodontic parts were fabricated to assess ductility and malleability. RESULTS AND CONCLUSIONS: Austenitic-ferritic stainless steel wires meet the BS 3507:1976 and ISO 5832-1 norms and have excellent ductility for the fabrication of orthodontic parts with complex folds.

Caracterização química e metalográfica dos aços inoxidáveis de implantes removidos de pacientes / Chemical and metallographic characterization of stainless steel in implants removed from patients

OBJETIVO: Este trabalho estudou a composição química e metalográfica (microestrutura, tamanho de grão, teor de inclusões) de aços inoxidáveis austeníticos, desenvolvidos para aplicações como biomateriais, utilizados na fabricação de implantes ortopédicos. MÉTODO: Foram analisados doze implantes removidos de pacientes afetados por quadro inflamatório. As análises químicas foram desenvolvidas pelas técnicas Espectrometria de Emissão Ótica e Microanálise por Dispersão de Energia (EDS) e o tamanho de grão foi determinado por microscopia ótica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) conforme norma ASTM E 1382 97. RESULTADOS: Observou-se que, todos os implantes apresentavam tamanho de grão superior ao recomendado pela norma, constatou-se também a presença de ferrita delta em dez dos doze implantes removidos, que de acordo com a norma ASTM F138-92 não deveriam ser percebidas microscopicamente com um aumento de 100 vezes. CONCLUSÕES: Em oito casos existe forte indicação de que as inflamações foram desencadeadas pela corrosão por pite. Nivel de Evidência III, Revisão sistemática de Estudos .

OBJECTIVE: This study examines the chemical and metallographic composition (microstructure, grain size, inclusion content) of austenitic stainless steel developed as biomaterials for used in the manufacture of orthopedic implants. METHOD: An analysis was carried out of twelve implants removed from patients affected by inflammation. Chemical analyses were carried out using Optical Emission Spectrometry and Energy Dispersive Microanalysis (EDS), and the grain size was determined by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) according to ASTM Standard E 1382 97. RESULTS: It was observed that all the implants had a larger grain size than is recommended by the Standard. The presence of delta ferrite was also observed in ten of the twelve implants removed, which according to ASTM Standard F138-92, should not be perceived microscopically under magnification of 100x. CONCLUSIONS: In eight cases, there is a strong indication that the inflammation was triggered by pitting corrosion. Level of Evidence: Level III, Systematic review of studies.