Estudio de la solidificación de una prótesis de cadera fundida en acero inoxidable austenítico ASTM F745

Abstract

La solidificación de una prótesis de cadera ha sido estudiada mediante curvas de enfriamiento en dos regiones distintas: la zona próxima a acetábulo, de mayor masa, y el vástago distal, que es la zona más fina de la prótesis. Los análisis térmicos mostraron que la velocidad de enfriamiento en el vástago fue mayor, debido a la mayor extracción calórica registrada en esta zona. Esto produjo a que tanto el subenfriamiento, cuanto el gradiente térmico fueran mayores. Como consecuencia, se obtuvo una estructura dendrítica más fina que en la zona próxima a acetábulo, con menores espaciamientos dendríticos primario y secundario. Al mismo tiempo, se observó que la microsegregación fue menor en el vástago, lo que podría ser atribuido a que la mayor velocidad de avance de la intercara sólido/líquido en esta región no permita que los átomos de los elementos que componen la aleación se transfieran al líquido.

The solidification of a hip prosthesis has been studied by means of cooling curves in two different regions: the area next to the acetabulum, with the highest mass, and the distal stem, which is the finest area of the prosthesis. Thermal analyzes showed that the cooling rate in the stem was higher, due to the higher caloric extraction registered in this area. This caused both subcooling and the thermal gradient to be higher. As a consequence, a finer dendritic structure was obtained, with lower primary and secondary dendritic spacings. At the same time, it was observed that the micro-segregation was lower in the stem, which could be attributed to the fact that the higher advance rate of the solid / liquid interface in this region does not allow the atoms of the elements that make up the alloy to be transferred to the liquid.