鈦材的牌號和加工標準有哪些？

鈦材的牌號和加工標準有哪些？
2019-07-10      　   

鈦材標準
　　一、 鈦在醫(yī)學中的運用
　　1、 鈦作為一種新式的材料在我國及世界制藥工業(yè)、手術器械、人體植入物等范疇運用已有幾十年的前史，并已取得了極大地成功。
　　2、 人體內(nèi)應外傷、腫瘤形成的骨、關節(jié)損害，選用鈦及鈦合金可制作人工關節(jié)、接骨板和螺釘現(xiàn)已廣泛用于臨床。還用于髖關節(jié)（包含股骨頭）、膝關節(jié)、肘關節(jié)、掌指關節(jié)、指間關節(jié)、下頜骨、人工椎體（脊柱矯形器）、心臟起搏器外殼、人工心臟（心臟瓣膜）、人工栽培牙、以及鈦網(wǎng)在頭蓋骨整形等方面。
　　3、 關于植入物材料的要求能夠歸為三個方面：材料與人體的生物相容性、材料在人體環(huán)境中的耐腐蝕性和材料的力學功能，作為長時間植入材料有下列七項具體要求：
　　①、耐蝕性;
　?、凇⑸锵嗳菪?；
　　③、優(yōu)勝的力學功能和疲憊功能；
　　④、耐性；
　?、?、低的彈性模量；
　?、蕖⒃诮M合體中有好的耐磨性；
　　⑦、令人滿意的報價；
　　4、外科植入物材料主要有：金屬、聚合物、陶瓷等，金屬材料又包含不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金。
　　材料功能與骨功能的比較和植入物材料的特性比較見表一和表二。從表二能夠看出，不銹鋼報價低廉，易于加工，但耐蝕性和生物相容性不如鈦合金；鈷鉻合金的耐磨性比鈦合金好，但密度較大，太重；鈦及鈦合金因為比強度高，生物相容性好及耐體液腐蝕性好等特色正日益受到重視。鈦合金的不足之處識是耐磨性差、難于鑄造，加工功能也差。
　　二、 國內(nèi)外外科植入物用鈦及鈦合金加工材標準狀況1、國外外科植入物用加工材標準
　　純鈦：世界標準化安排 ISO 5832/2 1999E《外科植入物－純鈦加工材》
　　美 國 標 準：ASTM F67 2006a 《外科植入物用純鈦》
　　TC4: 世界標準化安排 ISO 5832/3 1996Z 《外科植入物－金屬材料－Ti-6Al-4V加工材》
　　ASTM F1472 2002 《外科植入物用Ti-6Al-4V合金加工材》
　　TC4ELI: ASTM F136 2002a 《外科植入物用Ti-6Al-4VELI（超低空隙）加工材規(guī)范》
　　TC20: ISO 5832/11 I994(E) 《外科植入物－金屬材料－Ti-6Al-7Nb合金加工材》
　　ASTM F1295:2005《外科植入物用Ti-6Al-7Nb合金加工材》
　　2、我國國家標準
　?、?、《外科植入物用鈦及鈦合金加工材》我國國家標準為GB／Ｔ13810-2007，牌號有：TA1ELI、TA1、TA2、TA3、TA4、TC4、TC4ELI、TC20.
　　種類有：板材0.8～25mm；棒材7.0～90mm；絲材1.0～7.0mm；GB\T13810-2007標準中規(guī)則的各項功能目標：
　　②、GB／Ｔ13810-2007標準中，為了確保外科植入物用鈦及鈦合金加工材的歸納功能（強度、塑性、耐性、硬度、抗疲憊等功能的合理匹配），對兩相鈦合金的高倍金相安排和氫含量及其它空隙元素含量都有十分嚴厲的要求和操控。
　　③、為了確保鈦及鈦合金加工材植入人體的安全、運用壽命，國家標準中要求對板棒加工材進行嚴厲的100%的超聲波探傷查驗，以確保產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量。
　　3、我國國家標準與國外先進標準之比照
　　純鈦——
　?、?、 純鈦加工材在化學成分和顯微安排等目標平同等于ISO 5832/2:1999(E)要求；
　?、凇⒘W功能同等或高于ISO 5832/2,并增加了斷面縮短率目標要求③、對板材和棒材增加了超聲波查驗。
　　TC4加工材——
　?、?、化學成分和顯微安排同等于 ISO 5832/3：1996（E）要求；②、力學功能要求高于 ISO 5832/3,增加了棒材斷面縮短率目標；③、對板材和棒材增加了超聲波查驗要求
　　TC4ELI加工材——
　　①、 在化學成分、力學功能、曲折功能等目標同等于ASTM F136 2002a要求；
　?、凇⒃黾恿孙@微安排的評級；
　　③、對棒材和板材提出了超聲波查驗要求；
　　TC20合金加工材——
　?、?、 化學成分，力學功能，顯微安排等目標平同等于ISO 5832/11 1994 (E)要求；
　?、凇⒃黾恿说捅栋才挪轵?；
　?、邸舨脑黾恿顺暡ú轵?；
　　定論
　　我國國家標準——《外科植入物用鈦及鈦合金加工材》GB\T13810-2007，含括了一切國外外科植入物用鈦及鈦合金加工材規(guī)范中涉及到的鈦牌號，該標準各項目標嚴于同類產(chǎn)品國外標準，并且還增加了國外標準所沒有的超聲波探傷查驗要求。按此標準要求出產(chǎn)的產(chǎn)品完全能滿意國外標準的要求。
　　附：
　　1、鈦合金安排與功能之間的聯(lián)系
　　鈦合金的安排與功能之間有親近的聯(lián)系，什么樣的安排就會有相應的功能與之對應。因為人體植入物用材料的特殊性，各國都對該材料提出了金相安排的評級要求-得到等軸的球狀安排，不允許有粗網(wǎng)籃和魏氏安排的存在，這是對材料運用功能的根本確保。
　　得到什么樣的加工安排這完全是由鑄造軋制熱加工工藝決議的，這是出產(chǎn)出合格的人體植入物用鈦材的中心和要害之地點，這也代表了一個廠商的技術水平。
　　鈦及鈦合金通過熱加工后一般可得到三種安排：
　　魏氏安排—這類安排的功能特色是，盡管強度較高，但喪命的缺點是塑性、沖擊耐性低。是加工材中不期望得到的安排。
　　等軸安排—這類安排的功能特色是，歸納功能好，特別是塑性沖擊耐性好，具有高的疲憊強度。是期望得到的安排。
　　網(wǎng)籃安排—功能介于魏氏安排和等軸安排之間。有時有挑選的選用這種安排。
　　2、TA1、TA2、TA3、TA4這四種工業(yè)純鈦的差異我國將工業(yè)純鈦按照其所含雜質(zhì)元素的多少分為四級，即TA1、TA2、TA3、TA4。它們別離與美國的1～4級鈦根本對應，即Gr.1、Gr.2、Gr.3、Gr.4。跟著純度的下降，工業(yè)純鈦的強度、硬度進步，而塑性、沖擊耐性，抗疲憊功能下降。對強度、硬度、耐磨功能要求高時可選TA3、TA4,要求較好的成形性時，可選用TA1、TA2.
　　3、雜質(zhì)元素對鈦功能的影響
　　鈦中的雜質(zhì)，尤其是空隙式雜質(zhì)，不但是塑性和耐性下降，并且對疲憊功能、蠕變抗力、缺口敏感性都有很大的損害。
　　外科植入物用鈦加工材，因為其特殊的用處，為確保其杰出的運用功能和運用壽命，應要點操控雜質(zhì)元素的含量。既要有強度，還要有滿足的塑性、耐性和杰出的抗疲憊功能。
　　附： 國內(nèi)外醫(yī)用鈦及鈦合金牌號成分簡介
　　一、 我國醫(yī)用鈦及鈦合金標準及牌號簡介
　　1、履行標準：GB\T13810-2007 外科植入物用鈦及鈦合金加工材2、牌號及化學成分
　　Fe C N H O AL V
　　TA1ELI 0.10 0.03 0.012 0.008 0.10
　　TA1 0.20 0.08 0.03 0.010 0.18
　　TA2 0.30 0.08 0.03 0.010 0.25
　　TA3 0.30 0.08 0.05 0.010 0.35
　　TA4 0.50 0.08 0.05 0.010 0.40
　　TC4 0.30 0.08 0.05 0.010 0.20 5.5～6.75 3.5～4.5TC4ELI 0.25 0.08 0.03 0.010 0.13 5.5～6.5 3.5～4.5TC20 0.25 0.08 0.05 0.009 0.20 5.5-6.5 Nb:6.5-7.5國標中規(guī)則的上述牌號產(chǎn)品我公司均可出產(chǎn)
　　對應美國1～4級純鈦
　　Gr.1 0.20 0.10 0.03 0.015 0.18
　　Gr.2 0.30 0.10 0.03 0.015 0.25
　　Gr.3 0.30 0.10 0.05 0.015 0.35
　　Gr.4 0.50 0.10 0.05 0.015 0.40
　　所謂的五級鈦，它是指Gr5，也就是Ti-6Al-4V ,就是我國的TC4.
　　二、美國醫(yī)用鈦及鈦合金標準及牌號簡介
　　1、醫(yī)用純鈦 履行標準：ASTM F67外科植入物用純鈦Fe C N H O AL V
　　Gr.1 0.20 0.10 0.03 0.015 0.18
　　Gr.2 0.30 0.10 0.03 0.015 0.25
　　Gr.3 0.30 0.10 0.05 0.0125 0.35
　　Gr.4 0.50 0.10 0.05 0.0125 0.40
　　2、醫(yī)用合金
　　履行標準：ASTM F136:外科植入物用6AL-4VELI加工材規(guī)范6AL-4VELI 0.25 0.08 0.03 0.010 0.13 5.5～6.5 3.5～4.5三、世界標準化安排，醫(yī)用鈦及鈦合金標準及牌號簡介1、 醫(yī)用純鈦，標準ISO5832\2 外科植入物—純鈦加工材Fe C N H O AL V
　　Gr.1 0.20 0.08 0.03 0.0125 0.18
　　Gr.2 0.30 0.08 0.03 0.0125 0.25
　　Gr.3 0.30 0.08 0.05 0.0125 0.35
　　Gr.4 0.50 0.08 0.05 0.0125 0.40
　　2、醫(yī)用合金 標準ISO5832\3 外科植入物—金屬材料—Ti-6Al-4V合金加工材6AL-4V 0.30 0.08 0.05 0.010 0.20 5.5～6.75 3.5～4.