Shot peening effect on surface properties and pitting corrosion resistance of biomedical structural steel AISI 316L

Efecto del shot peening sobre las propiedades superficiales y la resistencia a la corrosión por picaduras del acero estructural biomédico AISI 316L

El AISI 316L se utiliza en ingeniería biomédica como material para implantes óseos. Las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de este material pueden mejorarse mediante shot peening. El objetivo de esta investigación es investigar el efecto del shot peening sobre la rugosidad superficial, la dureza, la humectabilidad y la resistencia a la corrosión por picaduras del AISI 316L en solución de NaCl al 0,9 %. El shot peening se realizó sobre superficies de AISI 316L con una duración de 0, 2, 4, 10, 20, 30 minutos utilizando bolas de acero con un diámetro de 0,6 mm y una dureza de 40 - 50 HRC. Los resultados muestran que el shot peening aumenta la rugosidad después de 2 minutos y luego disminuye la rugosidad con el aumento del tiempo. Cuanto mayor sea la duración del shot peening, mayor será la resistencia a la corrosión por picaduras.

INTRODUCCIÓN

El acero inoxidable austenítico de grado médico AISI 316L se utiliza habitualmente como material de implante para fabricar dispositivos como articulaciones artificiales, placas óseas, placas de osteosíntesis, prótesis y stents [1 - 2]. El acero inoxidable AISI 316L tiene buenas propiedades mecánicas, es fácil de fabricar, tiene un precio bajo y una buena resistencia a la corrosión en comparación con otros materiales metálicos [3]. Los principales elementos del acero inoxidable austenítico son el cromo, el níquel, el molibdeno y el hierro. La combinación de estos elementos hace que los aceros inoxidables tengan buenas propiedades mecánicas [4].

La corrosión es uno de los fenómenos que se producen en todas las aleaciones o metales utilizados en ambientes corrosivos [5]. El cuerpo humano contiene una alta concentración de iones cloruro con una temperatura de 36,7 °C - 37,2 °C. El cuerpo humano contiene una elevada concentración de iones cloruro con una temperatura de 36,7 °C - 37,2 °C. 

La concentración de iones cloruro y la temperatura de trabajo conducen a un entorno de fluido corrosivo en el cuerpo humano [2]. El fluido corporal como entorno corrosivo en el cuerpo humano puede disminuir la resistencia a la corrosión y a la fatiga por corrosión del AISI 316L, porque el fluido corporal puede acelerar la velocidad de corrosión y propagación de las grietas por fatiga [6]. Por lo tanto, después de que el acero inoxidable (especialmente AISI 316L) se implante en el cuerpo humano, se producirá un estado peligroso y puede causar una reacción inflamatoria en el cuerpo humano.

La modificación de la superficie podría aumentar las propiedades mecánicas y mejorar la morfología de la superficie del acero inoxidable 316L [7].