ASTM F136 Ti-6Al-4V ELI (Grade 23, UNS R56401) Pyöreä tanko: Tekniset tiedot ja ominaisuudet

Yleiskatsaus: Mikä on Grade 23 ELI Titanium?

Grade 23 titanium, myös kirjoitettu Ti-6Al-4V ELI, on erittäin alhainen interstitiaalinen versio Grade 5 titaanista. Kirjaimet ELI ovat lyhenne sanoista Extra Low Interstitials, mikä tarkoittaa, että hapen, raudan, hiilen ja typen maksimiarvot ovat paljon alhaisemmat kuin luokassa 5. Lejeerinkin kattaa ASTM F136 muokatulle kirurgiselle implanttimateriaalille, ASTM B348 tankolle ja aihiolle ja ISO 5832-3 implanttilejeeringeille. Sen UNS-nimitys on R56401 ja sen yleisiä muotoja ovat pyöreä tanko, lanka, levy, levy ja folio. Korkeamman puhtautensa ansiosta Grade 23 tarjoaa paremman murtolujuuden ja sitkeyden kuin Grade 5, samalla kun se säilyttää saman nimellisen 6 % alumiinin ja 4 % vanadiinin kemian.

Kemiallinen koostumus ASTM F136:n ja ASTM B348:n mukaan

Alla olevassa taulukossa luetellaan määritetyt koostumuksen rajat luokan 23 pyöreäpalkille. Alumiini ja vanadiini ovat seosaineita; interstitiaalisia elementtejä valvotaan tiukasti, koska ne vaikuttavat suoraan sitkeyteen ja väsymiskäyttäytymiseen.

Alhainen happiraja on ELI-materiaalin määrittelevä piirre. 0,05-0,10 % hapen ero voi muuttaa murtolujuutta mitattavissa olevalla marginaalilla, minkä vuoksi lääketieteelliset ja murtumiskriittiset ilmailu- ja avaruusvaatimukset vaativat tiukkaa interstitiaalista valvontaa.

Luokan 23 pyöreän tangon mekaaniset ominaisuudet

Mekaaniset ominaisuudet riippuvat tuotteen muodosta ja kunnosta. ASTM B348 Grade 23 -luokan hehkutetun pyöreän tangon minimivetolujuus on 895 MPa, pienin myötölujuus 825 MPa ja pienin venymä on 10 %. ASTM F136:n mukaisen muokatun implanttimateriaalin osalta hehkutetun tangon minimivetolujuus on tyypillisesti 860 MPa ja pienin myötölujuus 795 MPa 10 %:n minimivenymillä ja 25 %:n vähimmäispinta-alan pienenemisellä. Kimmomoduuli on noin 114 GPa, noin puolet teräksestä, mikä on hyödyllistä implanttien jäykkyyden sovittamisessa ja kevyissä ilmailurakenteissa.

Valmistus ja saatavilla olevat lomakkeet

Luokan 23 pyöreä tanko valmistetaan takomalla tai valssaamalla harkot, jotka on sulatettu kahdesti tai useammin tyhjökaarisulatusuuneissa kemiallisen tasaisuuden takaamiseksi. Tangot toimitetaan hehkutettuina, ja yleiset halkaisijat vaihtelevat noin 3 mm:stä 200 mm:iin ja pituudeltaan 1 m - 6 m. Pintaolosuhteet ovat sorvattu tai kuorittu, keskitön maa, kiillotettu ja kirkas. Implanttivalmistajille tanko toimitetaan usein sertifioidun kemiallisen analyysin, mekaanisten testien tulosten ja ultraäänitarkastuksen kera, jolloin on täydellinen jäljitettävyys harkosta valmiiseen tankoon EN 10204 3.1.

Sovellukset

Ortopediset implantit: lonkkavarret, luulevyt, ruuvit, selkärangan kiinnitysjärjestelmät

Hammasimplantit ja abutmentit

Sydän- ja verisuonilaitteet: sydämentahdistimen kotelot,{0}}sydänläppäkomponentit

Ilmailu: rakenteelliset varusteet, kiinnikkeet ja kryogeeniset komponentit, joissa sitkeys on kriittinen

Suorituskykyiset{0}}laiva- ja kemialliset laitteistot, jotka vaativat väsymiskestävyyttä

Laadunvarmistus ja tarkastus

Luotettava Grade 23 baarin syöttö riippuu dokumentoidusta testauksesta. Tyypillisiä tarkastuksia ovat kemiallinen analyysi optisella emissiolla tai märkäkemialla, vetolujuustestaus ASTM E8:n mukaisesti, ultraäänitutkimus ASTM E2375:n mukaan sisäisen eheyden toteamiseksi ja mittavarmennus. Ostajien tulee pyytää EN 10204 3.1 -todistus, joka kattaa lämpöluvun, koostumuksen, mekaaniset tulokset ja kunnon. Implanttimateriaaliin voidaan soveltaa ASTM F136:n mukaisia ​​lisävaatimuksia, kuten mikrorakenteen arviointia ja puhtausrajoja.

Usein kysytyt kysymykset

1. Mitä ELI tarkoittaa Ti-6Al-4V ELI:ssä?

ELI tarkoittaa erittäin alhaisia ​​välimainoksia. Happi, rauta, hiili ja typpi on rajoitettu alhaisempiin maksimiarvoihin kuin tavallisessa Grade 5:ssä, mikä parantaa murtolujuutta, sitkeyttä ja väsymishalkeamien kasvun kestävyyttä.

2. Onko luokka 23 sama kuin UNS R56401?

Kyllä. UNS R56401 on Ti-6Al-4V ELI:n rekisteröity numero. Standard Grade 5 Ti-6Al-4V on UNS R56400.

3. Mitä eroa ASTM F136:n ja ASTM B348:n välillä on 23 barin paineessa?

ASTM F136 kattaa muokatun titaanin kirurgisissa implanteissa, joissa on tiukemmat puhtaus- ja testausvaatimukset, kun taas ASTM B348 kattaa yleiskäyttöiset tangot, tangot ja aihiot. Monet toimittajat tarjoavat molempien standardien mukaan sertifioituja materiaaleja.

4. Voidaanko luokan 23 pyöreitä tankoja käyttää muihin kuin-lääketieteellisiin sovelluksiin?

Kyllä. ELI-materiaalin korkeampi sitkeys on arvokasta ilmailu- ja avaruusvarusteissa, kryogeenisissa komponenteissa ja laivalaitteistoissa, vaikka tiukemmat kemialliset rajat tekevät luokan 23:sta kalliimman kuin luokan 5.

5. Mitä pintakäsittelyjä on saatavana Grade 23 barissa?

Sorvatut tai kuoritut, keskittömät hiotut, kiillotetut ja kirkkaat viimeistelyt ovat yleisiä. Lääketieteellinen tanko toimitetaan usein hiottuna tai kiillotettuna pintavikojen hallitsemiseksi, jotka voivat lyhentää väsymisikää.

6. Vaatiiko Grade 23 bar erikoistyöstöä?

Kyllä. Kuten kaikilla titaaniseoksilla, sillä on alhainen lämmönjohtavuus ja sillä on taipumus kovettua, joten koneistukseen tarvitaan teräviä työkaluja, joilla on positiivinen kallistuskulma, alhainen nopeus, tasainen syöttö ja korkeapaineinen jäähdytysneste.