鈦材的牌號和加工標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

鈦材的牌號和加工標(biāo)準(zhǔn)有哪些？
2019-07-10      　   

鈦材標(biāo)準(zhǔn)
　　一、 鈦在醫(yī)學(xué)中的運(yùn)用
　　1、 鈦?zhàn)鳛橐环N新式的材料在我國及世界制藥工業(yè)、手術(shù)器械、人體植入物等范疇運(yùn)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(yīng)外傷、腫瘤形成的骨、關(guān)節(jié)損害，選用鈦及鈦合金可制作人工關(guān)節(jié)、接骨板和螺釘現(xiàn)已廣泛用于臨床。還用于髖關(guān)節(jié)（包含股骨頭）、膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、掌指關(guān)節(jié)、指間關(guān)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(guān)于植入物材料的要求能夠歸為三個(gè)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(xué)功能，作為長時(shí)間植入材料有下列七項(xiàng)具體要求：
　?、?、耐蝕性;
　　②、生物相容性；
　?、邸?yōu)勝的力學(xué)功能和疲憊功能；
　?、?、耐性；
　?、?、低的彈性模量；
　?、蕖⒃诮M合體中有好的耐磨性；
　?、摺⒘钊藵M意的報(bào)價(jià)；
　　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(bào)價(jià)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?yàn)楸葟?qiáng)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(biāo)準(zhǔn)狀況1、國外外科植入物用加工材標(biāo)準(zhǔn)
　　純鈦：世界標(biāo)準(zhǔn)化安排 ISO 5832/2 1999E《外科植入物－純鈦加工材》
　　美 國 標(biāo) 準(zhǔn)：ASTM F67 2006a 《外科植入物用純鈦》
　　TC4: 世界標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)
　?、?、《外科植入物用鈦及鈦合金加工材》我國國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中規(guī)則的各項(xiàng)功能目標(biāo)：
　?、?、GB／Ｔ13810-2007標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)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(yán)厲的要求和操控。
　?、邸榱舜_保鈦及鈦合金加工材植入人體的安全、運(yùn)用壽命，國家標(biāo)準(zhǔn)中要求對板棒加工材進(jìn)行嚴(yán)厲的100%的超聲波探傷查驗(yàn)，以確保產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量。
　　3、我國國家標(biāo)準(zhǔn)與國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)之比照
　　純鈦——
　　①、 純鈦加工材在化學(xué)成分和顯微安排等目標(biāo)平同等于ISO 5832/2:1999(E)要求；
　?、?、力學(xué)功能同等或高于ISO 5832/2,并增加了斷面縮短率目標(biāo)要求③、對板材和棒材增加了超聲波查驗(yàn)。
　　TC4加工材——
　　① 、化學(xué)成分和顯微安排同等于 ISO 5832/3：1996（E）要求；②、力學(xué)功能要求高于 ISO 5832/3,增加了棒材斷面縮短率目標(biāo)；③、對板材和棒材增加了超聲波查驗(yàn)要求
　　TC4ELI加工材——
　?、佟?在化學(xué)成分、力學(xué)功能、曲折功能等目標(biāo)同等于ASTM F136 2002a要求；
　?、?、增加了顯微安排的評級；
　?、?、對棒材和板材提出了超聲波查驗(yàn)要求；
　　TC20合金加工材——
　?、?、 化學(xué)成分，力學(xué)功能，顯微安排等目標(biāo)平同等于ISO 5832/11 1994 (E)要求；
　　②、增加了低倍安排查驗(yàn)；
　?、邸舨脑黾恿顺暡ú轵?yàn)；
　　定論
　　我國國家標(biāo)準(zhǔn)——《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(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)目標(biāo)嚴(yán)于同類產(chǎn)品國外標(biāo)準(zhǔn)，并且還增加了國外標(biāo)準(zhǔn)所沒有的超聲波探傷查驗(yàn)要求。按此標(biāo)準(zhǔn)要求出產(chǎn)的產(chǎn)品完全能滿意國外標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)的功能與之對應(yīng)。因?yàn)槿梭w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(yùn)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(diǎn)，這也代表了一個(gè)廠商的技術(shù)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(qiáng)度較高，但喪命的缺點(diǎn)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(qiáng)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(shí)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(yīng)，即Gr.1、Gr.2、Gr.3、Gr.4。跟著純度的下降，工業(yè)純鈦的強(qiáng)度、硬度進(jìn)步，而塑性、沖擊耐性，抗疲憊功能下降。對強(qiáng)度、硬度、耐磨功能要求高時(shí)可選TA3、TA4,要求較好的成形性時(shí)，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?yàn)槠涮厥獾挠锰?，為確保其杰出的運(yùn)用功能和運(yùn)用壽命，應(yīng)要點(diǎn)操控雜質(zhì)元素的含量。既要有強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)及牌號簡介
　　1、履行標(biāo)準(zhǔn)：GB\T13810-2007 外科植入物用鈦及鈦合金加工材2、牌號及化學(xué)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(biāo)中規(guī)則的上述牌號產(chǎn)品我公司均可出產(chǎn)
　　對應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)及牌號簡介
　　1、醫(yī)用純鈦 履行標(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)化安排，醫(yī)用鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)及牌號簡介1、 醫(yī)用純鈦，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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.