Salut! En tant que fournisseur de bars en titane ASTM F136 GR.23, j'ai beaucoup de mains - sur l'expérience quand il s'agit d'assurer la qualité de ces barres. Dans ce blog, je vous guiderai à travers comment tester la qualité des barres de titane ASTM F136 Gr.23.
Tout d'abord, comprenons ce que sont ASTM F136 GR.23 Les barres de titane. Ils sont un type de bar en alliage en titane qui est largement utilisé dans le domaine médical, en particulier pour les implants orthopédiques. Le "ASTM F136" est la spécification standard fixée par l'American Society for Testing and Materials, et "GR.23" fait référence à la 23e année, qui est un alliage de titane de pureté élevé avec une excellente biocompatibilité et des propriétés mécaniques.
Analyse de la composition chimique
L'un des tests les plus fondamentaux de qualité est l'analyse de la composition chimique. Cela nous aide à nous assurer que la barre de titane a la bonne quantité de chaque élément. Pour ASTM F136 GR.23, les principaux éléments d'alliage sont l'aluminium (AL) et le vanadium (V), ainsi que d'autres éléments trace.
Nous utilisons généralement des techniques telles que la spectroscopie d'émission optique (OES) ou la spectrométrie de masse plasmatique à couplage inductif (ICP - MS) pour cela. OES est une méthode rapide et fiable. Il fonctionne en excitant les atomes de l'échantillon avec un arc électrique ou une étincelle. Lorsque les atomes reviennent à leur état fondamental, ils émettent de la lumière à des longueurs d'onde spécifiques. En mesurant ces longueurs d'onde, nous pouvons déterminer la concentration de différents éléments dans la barre.
ICP - MS, en revanche, est plus sensible et peut détecter même les plus petites quantités d'éléments. Il atomie l'échantillon dans un plasma à haute température, puis sépare et mesure les ions en fonction de leur rapport masse / charge.
Si la composition chimique ne correspond pas à la norme ASTM F136 GR.23, elle peut entraîner des problèmes. Par exemple, trop ou trop peu d'un élément d'alliage peut affecter la force de la barre, la résistance à la corrosion et la biocompatibilité. Vous pouvez vérifierAlliages médicaux en titane et titanePour en savoir plus sur l'importance de la composition chimique dans le titane médical.
Test de propriété mécanique
Un autre aspect crucial des tests de qualité est le test de propriété mécanique. ASTM F136 GR.23 Les barres en titane doivent avoir certaines propriétés mécaniques pour être adaptées aux applications médicales.
Tests de traction
Les tests de traction sont un must - faire. Nous prenons un échantillon de la barre de titane et le tirons jusqu'à ce qu'il se casse. Pendant le test, nous mesurons la force appliquée et la quantité d'allongement. De cela, nous pouvons calculer des propriétés importantes comme la limite d'élasticité, la résistance à la traction ultime et l'allongement à la pause.
La limite d'élasticité nous indique le point auquel la barre commence à se déformer de façon permanente. La résistance à la traction ultime est la contrainte maximale que la barre peut résister avant de se casser. Et l'allongement de Break montre à quel point la barre peut s'étirer avant d'échouer. Pour ASTM F136 GR.23, la limite d'élasticité devrait généralement être d'environ 860 MPa, et la résistance à la traction ultime doit être d'au moins 930 MPa.
Test de dureté
Les tests de dureté sont également importants. Cela nous donne une idée de la résistance de la barre de titane à l'indentation ou au grattage. Il existe différentes méthodes de test de dureté, comme Rockwell, Brinell et Vickers.
Le test Rockwell est assez courant. Cela implique de presser un indentiment dur dans la surface de la barre avec une charge spécifique, puis de mesurer la profondeur de l'indentation. Le test de Brinell utilise un inventeur sphérique et le test de Vickers utilise un inventeur en forme de pyramide.
Une valeur de dureté appropriée est essentielle pour que la barre maintienne sa forme et sa fonction dans les implants médicaux. Si la barre est trop douce, elle peut se déformer sous charge, et si elle est trop difficile, elle pourrait être cassée et sujette à la fissuration.
Examen microstructural
L'examen microstructural nous aide à comprendre la structure interne de la barre de titane. Nous utilisons un microscope pour regarder la taille, la forme et la distribution des grains.
Pour ASTM F136 GR.23, une structure de grains fine et uniforme est souhaitable. Une structure de grains grossières peut réduire les propriétés mécaniques de la barre, comme sa résistance et sa ténacité. Nous pouvons préparer l'échantillon en le polissant, puis en le gravant avec une solution chimique appropriée pour rendre les grains visibles.
La microstructure peut également nous parler des antécédents de traitement thermique de la barre. Un traitement thermique approprié est nécessaire pour obtenir le bon équilibre des propriétés mécaniques. Vous pouvez trouver des informations connexes sur les alliages de titane et leurs microstructures dansTitane Ti - 6ai - 4V pour le remplacement de la tête fémorale artificielle.
Test de résistance à la corrosion
Étant donné que les barres de titane ASTM F136 GR.23 sont souvent utilisées dans des applications médicales où ils seront en contact avec les fluides corporels, la résistance à la corrosion est un gros problème.
Nous utilisons généralement des tests comme les tests de pulvérisation saline ou les tests d'immersion. Lors des tests de pulvérisation saline, nous exposons la barre de titane à une brume chargée de sel pendant une certaine période. Cela simule l'environnement corrosif dans le corps humain. Après le test, nous vérifions les signes de corrosion, tels que les piqûres ou la rouille.
Les tests d'immersion impliquent de mettre la barre dans une solution qui imite les fluides corporels, comme une solution saline tamponnée au phosphate. Nous surveillons ensuite la barre au fil du temps pour voir s'il y a une corrosion.
Une bonne résistance à la corrosion est cruciale pour empêcher la libération d'ions métalliques nocifs dans le corps, ce qui pourrait provoquer une inflammation ou d'autres problèmes de santé.
Tests ultrasoniques
Les tests à ultrasons sont utilisés pour détecter les défauts internes dans la barre de titane, tels que les fissures, la porosité ou les inclusions. Il fonctionne en envoyant des ondes sonores à haute fréquence dans la barre. Lorsque ces vagues rencontrent un défaut, elles sont reflétées. En analysant les ondes réfléchies, nous pouvons déterminer la taille, l'emplacement et le type du défaut.
Il s'agit d'une méthode de test non destructrice, ce qui signifie que nous pouvons tester la barre sans l'endommager. Il est particulièrement important pour les applications médicales, où même un petit défaut pourrait entraîner une défaillance de l'implant.
Conclusion
Le test de la qualité des barres de titane ASTM F136 Gr.23 est un processus multi-étapes qui implique l'analyse de la composition chimique, les tests de propriétés mécaniques, l'examen microstructural, les tests de résistance à la corrosion et les tests ultrasoniques. Chaque test joue un rôle essentiel pour garantir que les barres répondent aux normes strictes requises pour les applications médicales.
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Références
- ASTM International. Spécification standard pour le titane forgé - 6 Aluminium - 4 alliages vanadium Eli pour les implants chirurgicaux (UNS R56401). ASTM F136 - 19.
-Asm Manuel Volume 4: Traitement thermique. ASM International. - Callister, WD et Rethwisch, DG (2014). Science et ingénierie des matériaux: une introduction. Wiley.
