Lega Ti-6Al-4V ELI (ASTM F136)
La lega Ti-6Al-4V ELI (ASTM F136) ha buone proprietà meccaniche, ma mostra un possibile effetto tossico dovuto al vanadio e all'alluminio rilasciati. Per questo motivo, per applicazioni biomediche sono state proposte leghe a base di Ti esenti da vanadio- e alluminio.
La selezione dei materiali per i dispositivi medici si basa sulle proprietà meccaniche, sulla composizione chimica e sulla biocompatibilità. Lo standard tecnico ASTM F-136/ISO 5832-3 copre le proprietà meccaniche e i requisiti di composizione chimica per il Ti Grado 23 (lega Ti6Al4V ELI, interstiziale extra bassa) da utilizzare nella produzione di impianti chirurgici.
La lega Ti6Al4V ELI ha buone proprietà meccaniche, ma mostra un possibile effetto tossico dovuto al vanadio e all'alluminio rilasciati. Per questo motivo, per applicazioni biomediche sono state proposte leghe a base di vanadio- e alluminio-esente da Ti-.
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Composizione chimica
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ASTM F136 |
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| Composizione |
ASTM F136 |
| Azoto | 0,05 massimo |
| Carbonio | 0,08 massimo |
| Idrogeno | 0,012 massimo* |
| Ferro | 0,25 massimo |
| Ossigeno | 0,13 massimo |
| Alluminio | 5.50 - 6.50 |
| Vanadio | 3.50 - 4.50 |
| Titanio | Bilancia |
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*Il materiale di spessore pari o inferiore a 0,813 mm [0,032 pollici] può avere un contenuto di idrogeno fino allo 0,0150%. |
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Proprietà fisiche
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Metrico |
Inglese |
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| Densità | 4,43 g/cm³ | 0,160 libbre/pollici³ |
| Modulo di elasticità | 105 GPa | 15,2 Mpsi |
| Resistività elettrica | 1750 µohm*mm | 68,9 µohm*pollici |
| Conduttività termica | 0,865 W/(m* gradi) |
6,0 BTU*pollici/(hr*ft²*F) |
| Coefficiente di dilatazione termica | 8,64 µm/(m* gradi) | 4,8 µpollici/(pollici*gradoF) |
*Valori calcolati a 22grado [72 gradi F].
Proprietà meccaniche
| Misurare |
Carico di rottura massimo (mis.) |
Limite di snervamento* (min.) | Allungamento 4D** (min.) % |
| < 4.75 mm [< 0.187 in] |
860 MPa [125 ksi] | 795 MPa [115 ksi] | 10 |
| 4,75 mm - 6.35 mm [0,187 pollici - 0.0250 pollici] |
860 MPa [125 ksi] | 795 MPa [115 ksi] | 10 |
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* Compensazione del 2%. |
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Ti 6Al-4V ELI è una lega alfa-beta contenente il 6% di alluminio, il 4% di vanadio e interstiziali extra bassi (ELI). Gli elementi interstiziali come ferro e ossigeno vengono strettamente controllati durante il processo di fusione per migliorare la duttilità e la resistenza alla frattura.
Attualmente, i produttori di impianti dentali utilizzano titanio commercialmente puro (Ti G2 e Ti G4) e lega Ti–6Al–4V (Ti G5) con un trattamento superficiale per ottimizzare il contatto tra le cellule ossee e il dispositivo. Questa interazione tra le cellule ossee e le superfici degli impianti dentali è chiamata osteointegrazione.
Tuttavia, Ti G2 e Ti G4 non vengono utilizzati in applicazioni mediche che comportano sollecitazioni elevate, come le protesi ortopediche e gli impianti dentali stretti.
Per le applicazioni ortopediche, Cr–Co, acciaio inossidabile e Ti G5 (lega Ti–6Al–4V) sono le scelte preferite grazie alla loro elevata resistenza meccanica. Queste leghe garantiscono una trasmissione del carico ai tessuti ossei per lungo tempo, necessaria quando i tessuti duri danneggiati vengono sostituiti da protesi.
Applicazione
La lega ELI grado 23 Ti 6Al 4V viene utilizzata nelle seguenti aree:
- Impianti chirurgici
- Componenti di aerei
- Componenti strutturali
- In una varietà di applicazioni in acqua salata
- In recipienti criogenici ad alta-pressione fino a -320 gradi
- In applicazioni che richiedono eccellente tenacità alla frattura e resistenza alla fatica.
Etichetta sexy: Ti-6Al-4V ELI,
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