Ehilà! Come fornitore di barre di titanio ASTM F136 Gr.23, ho molte mani - sull'esperienza quando si tratta di garantire la qualità di queste barre. In questo blog, ti guiderò attraverso come testare la qualità delle barre di titanio ASTM F136 GR.23.
Prima di tutto, capiamo cosa sono le barre di titanio ASTM F136 Gr.23. Sono un tipo di bar in lega di titanio ampiamente utilizzata nel campo medico, in particolare per gli impianti ortopedici. "ASTM F136" è la specifica standard stabilita dalla American Society for Testing and Materials e "Gr.23" si riferisce al grado 23, che è una lega di titanio ad alta purezza con eccellente biocompatibilità e proprietà meccaniche.
Analisi della composizione chimica
Uno dei test più fondamentali per la qualità è l'analisi della composizione chimica. Questo ci aiuta a assicurarci che la barra del titanio abbia la giusta quantità di ciascun elemento. Per ASTM F136 Gr.23, gli elementi di lega principali sono alluminio (AL) e vanadio (V), insieme ad altri oligoelementi.
Di solito usiamo tecniche come la spettroscopia di emissione ottica (OES) o la spettrometria di massa plasmatica accoppiata induttivamente (ICP - MS) per questo. OES è un metodo rapido e affidabile. Funziona eccitando gli atomi nel campione con un arco elettrico o una scintilla. Quando gli atomi tornano allo stato fondamentale, emettono luce a specifiche lunghezze d'onda. Misurando queste lunghezze d'onda, possiamo capire la concentrazione di diversi elementi nella barra.
ICP - MS, d'altra parte, è più sensibile e può rilevare anche le più piccole quantità di elementi. Atomizza il campione in un plasma di temperatura ad alta temperatura e quindi separa e misura gli ioni in base al loro rapporto di massa - a - carica.
Se la composizione chimica non corrisponde allo standard ASTM F136 Gr.23, può portare a problemi. Ad esempio, troppo o troppo poco di un elemento legabile può influenzare la forza, la resistenza alla corrosione e la biocompatibilità della barra. Puoi controllareLeghe di titanio medico e titanioPer saperne di più sull'importanza della composizione chimica nel titanio medico.
Test della proprietà meccanica
Un altro aspetto cruciale dei test di qualità è il test della proprietà meccanica. Le barre di titanio ASTM F136 GR.23 devono avere alcune proprietà meccaniche per essere adatte per applicazioni mediche.
Testi di trazione
Il test di trazione è un must. Prendiamo un campione della barra del titanio e lo tiriamo fino a quando non si rompe. Durante il test, misuriamo la forza applicata e la quantità di allungamento. Da questo, possiamo calcolare importanti proprietà come la resistenza alla snervamento, la massima resistenza alla trazione e l'allungamento a pausa.
La forza di snervamento ci dice il punto in cui la barra inizia a deformarsi in modo permanente. La massima resistenza alla trazione è la massima sollecitazione che la barra può resistere prima di rompere. E l'allungamento in pausa mostra quanto la barra può allungare prima che fallisca. Per ASTM F136 GR.23, la resistenza alla snervamento dovrebbe essere in genere circa 860 MPa e la massima resistenza alla trazione dovrebbe essere di almeno 930 MPa.
Test di durezza
Anche i test di durezza sono importanti. Ci dà un'idea di quanto sia resistente la barra del titanio a rientrare o graffiare. Esistono diversi metodi di test di durezza, come Rockwell, Brinell e Vickers.
Il test Rockwell è abbastanza comune. Implica la pressione di un dente rientro nella superficie della barra con un carico specifico e quindi la misurazione della profondità della rientranza. Il test di Brinell utilizza un rientro sferico e il test Vickers utilizza un rientro a forma di piramide.
Un valore di durezza adeguato è essenziale per la barra per mantenere la sua forma e funzione negli impianti medici. Se la barra è troppo morbida, può deformarsi sotto carico e se è troppo difficile, potrebbe essere fragile e soggetto a crack.
Esame microstrutturale
L'esame microstrutturale ci aiuta a comprendere la struttura interna della barra del titanio. Usiamo un microscopio per guardare la dimensione, la forma e la distribuzione del grano.
Per ASTM F136 Gr.23, è auspicabile una struttura a grana fine e uniforme. Una struttura a grana grossolana può ridurre le proprietà meccaniche della barra, come la sua forza e tenacità. Possiamo preparare il campione lucidandolo e quindi inclinandolo con una soluzione chimica adatta per rendere visibili i cereali.
La microstruttura può anche raccontarci della storia del trattamento termico della barra. È necessario un adeguato trattamento termico per ottenere il giusto equilibrio delle proprietà meccaniche. Puoi trovare alcune informazioni correlate sulle leghe di titanio e le loro microstrutture inTitanio Ti - 6ai - 4V per sostituzione della testa del femore artificiale.
Test di resistenza alla corrosione
Poiché le barre di titanio ASTM F136 GR.23 sono spesso utilizzate in applicazioni mediche in cui saranno in contatto con i fluidi corporei, la resistenza alla corrosione è un grosso problema.
Di solito utilizziamo test come test di spruzzo salino o test di immersione. Nei test di spruzzatura salina, esponiamo la barra di titanio a una nebbia salata per un certo periodo. Questo simula l'ambiente corrosivo nel corpo umano. Dopo il test, controlliamo segni di corrosione, come la vaiolatura o la ruggine.
Il test di immersione prevede di mettere la barra in una soluzione che imita i fluidi corporei, come una soluzione salina tamponata con fosfato. Monitoriamo quindi la barra nel tempo per vedere se c'è qualche corrosione.
Una buona resistenza alla corrosione è fondamentale per prevenire il rilascio di ioni metallici dannosi nel corpo, che potrebbero causare infiammazioni o altri problemi di salute.
Test ad ultrasuoni
I test ad ultrasuoni vengono utilizzati per rilevare difetti interni nella barra del titanio, come crepe, porosità o inclusioni. Funziona inviando onde sonore ad alta frequenza nella barra. Quando queste onde incontrano un difetto, si riflettono. Analizzando le onde riflesse, possiamo capire le dimensioni, la posizione e il tipo di difetto.
Questo è un metodo di test non distruttivo, il che significa che possiamo testare la barra senza danneggiarla. È particolarmente importante per le applicazioni mediche, in cui anche un piccolo difetto potrebbe portare a un fallimento dell'impianto.
Conclusione
Test della qualità delle barre di titanio ASTM F136 GR.23 è un processo a più fasi che prevede l'analisi della composizione chimica, i test della proprietà meccanica, l'esame microstrutturale, i test di resistenza alla corrosione e i test ad ultrasuoni. Ogni test svolge un ruolo vitale nel garantire che le barre soddisfino i rigorosi standard richiesti per le applicazioni mediche.
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Riferimenti
- ASTM International. Specifiche standard per il titanio formato - 6 alluminio - 4 vanadio Eli lega per impianti chirurgici (UNS R56401). ASTM F136 - 19.
-ASM Manuale Volume 4: trattamento termico. ASM International. - Callister, WD e Rethwisch, DG (2014). Scienza e ingegneria dei materiali: un'introduzione. Wiley.
