hrvatski

Utjecaj kobalta i niobija na stabilnost beta faze u biomedicinskim titan-krom legurama

U ovom radu je istraživan utjecaj kobalta i niobija na stabilnost beta faze u biomedicinskim titan-krom legurama. Sve legure su preparirane u elektrolučnoj peći u zaštitnoj atmosferi argona, te su metalografski pripremljene za istraživanja. Mikrostrukturna ispitivanja šest Ti-Cr-Co legura s 60 do 80 at.% titana, 10 do 30 at.% kobalta i x-y % kroma, pomoću svjetlosne i elektronske mikroskopije, te rentgenske analize pokazala su da sve legure imaju višefaznu strukturu. U cilju postizanja homogene beta strukture pripremljena je nova serija od osam Ti-Cr-Co legura s 5 i 10 at.% kobalta. Legure s 5 at.% Co pokazuju jednofaznu beta strukturu, dok se kod onih s 10 at.% Co na granicama zrna beta metalne osnove izdvaja intermetalni spoj Ti2Co, a unutar zrna alfa faza. Pomoću energijsko-disperzivne spektrometrije (EDS) određen je kemijski sastav pojedinih faza. Rezultati mjerenja tvrdoća pokazuju da se one povećavaju s porastom udjela kroma i da su slične vrijednostima za druge biomedicinske legure na bazi titana. Tlačnim pokusom naprezanje – sabijanje utvrđeni su relativno niski moduli elastičnosti, visoke vrijednosti granice stlačivanja i tlačnih čvrstoća, te široki raspon stupnja plastične deformacije. Po dvije jednofazne i višefazne legure toplinski su obrađene, nakon čega im se dijelom promijenila mikrostruktura, što je neznatno utjecalo na njihovu tvrdoću. Otpornost lijevanih legura prema koroziji određena je mjerenjem pitting potencijala, a dobivene vrlo visoke vrijednosti ukazuju na njihovu izvrsnu biokompatibilnost. Analiza mikrostrukture šest lijevanih Ti-Cr-Nb legura s 60 do 80 at.% titana, 10 do 30 at.% niobija i x-y % kroma, pomoću svjetlosne i elektronske mikroskopije, te rentgenske analize pokazala je dvofaznu odnosno trofaznu mikrostrukturu istraživanih legura. U dvofaznim legurama prisutne su beta i alfa faza, a u trofaznim još i alfa'' faza. Tvrdoće Ti-Cr-Nb legura su slične tvrdoćama drugih biomedicinskih legura beta tipa s dodatkom niobija. Tlačnim pokusom su utvrđeni relativno niski moduli elastičnosti i vrlo visoke vrijednosti tlačne čvrstoće, te izvrsna plastičnost. Toplinskom obradom dviju legura dobivena je praktički homogena struktura beta faze, dok se u trećoj povećao udio alfa faze. Tvrdoća legura nakon toplinske obrade niža je u odnosu na lijevano stanje. Visoke vrijednosti pitting potencijala ukazuju na izvrsnu korozijsku postojanost odnosno biokompatibilnost lijevanih Ti-Cr-Nb legura.

Ti-Cr-Co legure ; Ti-Cr-Nb legure ; biomedicinske legure

nije evidentirano