Influence of shot peening on surface properties and corrosion resistance of implant material AISI 316L

Influencia del shot peening en las propiedades superficiales y la resistencia a la corrosión del material de implante AISI 316L

El AISI 316L es un tipo de material de implante por sus excelentes propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión. Sin embargo, algunas de sus propiedades mecánicas y superficiales deben mejorarse hasta alcanzar un nivel superior al de las aleaciones con base de cobalto y las propiedades del titanio. El shot peening es un tratamiento superficial que mejora las propiedades de la superficie del material. En esta investigación, se investigaron y discutieron los efectos de la duración del shot peening (0, 2, 4, 10, 20 y 30 min) sobre la dureza superficial, la rugosidad, la humectabilidad y la corrosión en cloruro sódico al 0,9 %. De acuerdo con los resultados experimentales, se encontró que el shot peening aumenta tanto la rugosidad superficial como la dureza superficial en comparación con la muestra no tratada. Además, el shot peening puede reducir el ángulo de contacto y la velocidad de corrosión después de 2 minutos.

INTRODUCCIÓN

Los materiales más populares y utilizados como implantes ortopédicos son el titanio y el acero inoxidable. Tienen algunas características ventajosas, por ejemplo, alta resistencia, buena ductilidad, buena biocompatibilidad[1] y buena resistencia a la corrosión.

Por otra parte, los materiales de los implantes, que se utilizan principalmente para conectar el hueso humano, no deben liberar sus iones que son tóxicos y criogénicos para el cuerpo [2]. El AISI 316L es uno de los materiales más utilizados en ingeniería, biomedicina e industria química. Tiene una buena resistencia a la corrosión y a la oxidación [3] debido a su alto contenido en níquel y cromo [4-5].

En general, el AISI 316L se utiliza para fabricar articulaciones artificiales, placas óseas, endoprótesis y prótesis debido a su combinación favorable de propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y coste relativamente bajo en comparación con otros biomateriales metálicos[6]. Sin embargo, tras su implantación en el cuerpo humano, es posible que se produzcan algunos fallos que pueden provocar una reacción inflamatoria [7].

La corrosión es uno de los fenómenos naturales plausibles para los metales o aleaciones como materiales de implante en el cuerpo humano[8]. Debido a la alta concentración de Cl- y al rango de temperatura de 36,7 - 37,2 °C, el fluido del cuerpo humano se considera un entorno corrosivo [7]. Uno de los tratamientos disponibles para el material del implante es disparar la bola de acero con aire a presión sobre el material, un proceso denominado granallado [9]. El shot peening es uno de los métodos de tratamiento mecánico de superficies más utilizados en las industrias de automoción y aeroespacial [10]. El tratamiento de granallado produce una superficie rugosa, una mayor dureza superficial y un perfil desarrollado de tensión residual [8].