| Summary: | === Effect of heat treatment on mechanical and physical properties of NiTi wires
and endodontic instruments.
The aim of this work was to compare chemical, physical, and mechanical properties of
conventional NiTi wire (CW) and thermomechanically treated (MW) used to the manufacture
of endodontic instruments from two different companies (Dentsply Tulsa Dental Specialties,
Tulsa - OK, USA and Dentsply Malleifer - Ballaigues, Switzerland). Torque and apical force
required for novel ProTaper Next endodontic instruments were also evaluated. Chemical
composition was determined by energy-dispersive X-ray spectroscopy, phase constitution by
X-ray diffraction and transformation temperatures by differential scanning calorimetry.
Tensile loading/ unloading, three-point bending, rotating-bending fatigue tests and Vickers
microhardness measurements were performed to assess the wires mechanical behavior.
Fracture surfaces were observed by scanning electron microscopy and the non-deformed
microstructures by transmission electron microscopy. Analysis of variance with 95% of
confidence level was applied to the results. The two wires showed approximately the same
chemical composition, close to the 1:1 atomic ratio. The phases austenite ( phase), B19
martensite and the R-phase were found in MW in agreement with the higher transformation
temperatures found in this specimen. On the other hand, CW wire showed only austenite and
transformation temperatures below room temperature. Average Vickers microhardness
values were similar for MW and CW (p = 0.91) of the first manufacturer. However, MW wires
from Dentsply Maillefer presented higher Vickers microhardness values than CW wire. The
analysis of the tensile load-unload curves showed lower stress and greater uniformity in the
transformation plateau for MW wire, which also showed the smallest stress hysteresis and
apparent elastic modulus. The tensile tests to failure resulted in higher ultimate tensile stress
and total elongation for MW wire. The wire MW presented flexibility and fatigue resistance
higher than CW, In general, it was observed that the termomechanical treatment to which
MW was subjected to resulted in improved physical and mechanical properties. The
evaluation of torque and apical force during the shaping of artificial canals for ProTaper
Next instruments (PTN) manufactured with MW showed that X2 instrument required higher
torque values. The highest positive forces were obtained with X5 instruments and the highest peaks of negative force were reached by the instruments X1 and X2. The use of PTN under
350 revolutions per minute and four insertion movements resulted in lower levels of torque as
well as apical positive force and negative force. === O objetivo deste trabalho foi comparar as propriedades químicas, físicas e mecânicas de fios de níquel-titânio convencionais (CW) e termomecanicamente tratados (MW), utilizados na fabricação de instrumentos endodônticos por dois fornecedores diferentes (Dentsply Tulsa Dental Specialties, Tulsa - OK, USA e Dentsply Maillefer - Ballaigues, Switzerland). Foram
ainda avaliados o torque e a força apical requerida pelos novos instrumentos endodônticos
ProTaper Next. A composição química foi determinada por espectroscopia de energia
dispersiva de raios-X, a constituição de fase por difratometria de raios-X e as temperaturas
de transformação por calorimetria exploratória diferencial. Ensaios de tração em carga e
descarga e até a ruptura, flexão em três pontos, flexão rotativa/fadiga e medidas de
microdureza Vickers foram realizados para avaliar o comportamento mecânico dos fios. As
superfícies de fratura foram observadas por microscopia eletrônica de varredura e as
microestruturas não deformadas por microscopia eletrônica de transmissão. Análise de
variância, com um nível de confiança de 95%, foi aplicada aos resultados obtidos. Os dois
fios apresentaram aproximadamente a mesma composição química, com razão equiatômica
de 1:1. As fases austenita (fase ), martensita B19 e fase R foram encontradas no fio MW,
em concordância com as temperaturas de transformação mais elevadas encontradas neste
espécime. Por outro lado, o fio CW apresentou somente austenita e temperaturas de
transformação abaixo da temperatura ambiente. As médias dos valores de microdureza
Vickers foram semelhantes para MW e CW (p = 0,91) do primeiro fornecedor. Entretanto, os
fios MW fornecidos pela Dentsply Maillefer apresentaram maiores valores de microdureza
Vickers que o fio CW. A análise das curvas de carga e descarga apresenta menores valores
de tensão e maior uniformidade no patamar de transformação para o fio MW, que também
apresentou menores histerese de tensão e módulo de elasticidade aparente. Os ensaios de
tração até a ruptura resultaram em limite de resistência e alongamento total maiores para o
fio MW. O fio MW apresentou flexibilidade e resistência em fadiga significativamente
maiores que o CW. Em geral, foi observado que o tratamento termomecânico a que foi
submetido o fio MW resultou em melhoria das propriedades físicas e mecânicas. A avaliação
do torque e força apical de instrumentos ProTaper Next (PTN), fabricados com fio MW, durante a preparação de canais artificiais, apresentou maiores valores de torque requeridos
pelos instrumentos X2. As maiores forças positivas foram obtidas com os instrumentos X5 e
os maiores picos de força negativa foram alcançados pelos instrumentos X1 e X2. A
utilização de PTN a 350 rotações por minuto e quatro movimentos de inserção resultou em
menores níveis de torque bem como das forças positiva e negativa.
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