ALIAJE BIOCOMPATIBILE Co-Cr

Aliaje biocompatibile Co-Cr

Sunt similare superaliajelor pe baza de Co utilizate la fabricarea paletelor de turbine (aliaje de tip Stellite).

Prima utilizare dateaza din anul 1924 cand A. A. Zierold a efectuat primele incercari privind comportamentul aliajelor Co-Cr-Mo (Stellit) in contact cu tesuturle vii..

Se utilizeaza in stare turnata sau deformata plastic, uneori durificate prin imbatranire.

Caracteristicile mecanice deosebite (s = 430-490 Mpa, R_m = 720-890 Mpa, A₅ = 5-17%) se explica prin structura omogena si granulatia redusa.

Existenta unui strat coerent stabil de pasivizare de Cr₂O (~10 nm) le confera o rezistenta deosebita la coroziune.

. Au o rezistenta la uzua foarte ridicata.

Ioni de Co, Ni sau Cr eliberati in organism nu prezinta pericol.

La raciere rapida este posibila formarea fazei s care inrautateste caracteristicile de rezistenta la coroziune.

Contin 2-30% Cr.

Sunt mai utilizate doua categorii de aliaje:

a)      Co-Cr-Mo -se toarna in forme dorite. Sunt folosite de multi ani in implanturile dentare, iar de putin timp, mai sunt folosite in implanturile de articulatii artificiale, deoarece au rezistenta buna la coroziune. Au o structura fina cu carburi uniform distribuite. Si o duritate mult mai ridicata decat aliajele Co-Cr

b)      Co-Ni-Cr-Mo - folosite la implanturile de tije solicitate intens, cum ar fi soldul sau calcaiul. Au un grad mare de rezistenta la coroziune in apa sarata, la deformare.

Prelucrarea la rece a aliajelor Co-Ni-Cr-Mo poate creste rezistenta acestora, cu mai mult de 100%, dar procedeul nu este practic pentru structuri mari cum sunt tijele femurale. Ele au proprietati de frictiune slabe cu ele insele sau cu alt material, in schimb, au rezistenta la oboseala si de rupere la tractiune mai mare decat aliajele Co-Cr-Mo. Sunt recomandate pentru componente ce necesita durata lunga de viata.

Cobaltul si cromul sunt elemente predominante, formand o sulutie solida cu peste 65% Co. Molibdenul, atunci cand este adaugat, produce finisarea granulatiei.

Tabelul 1. Compozitia chemica a aliajelor Co-Cr pentru implanturi

Structura alialului Co-Cr-Ni      turnat (ASTM F 136-98)

     

Microstructura aliajului Co-Ni-Cr-Mo (ASTM F562)

(a) Dupa tratament termic : recristalizare; (b) Dupa deformare plastica la cald

Prelucrarea aliajelor cobalt - crom

Aliajele Co-Cr-Mo

Sunt turnate in matrite, mai intai sunt facute pentru modele de ceara;

Temperatura matritei pe parcursul turnarii (800 - 1000 ^oC) determina marimea grauntilor materialului. Granulele mari la temperaturi ridicate, fac materialul slab, dar mai putin fragil la precipitatiile de carburi.

Aliajele Co-Ni-Cr-Mo

Forjarea la cald permite modelarea prin deformare plastica, fara a produce fisuri.

Plasticitatea deosebita conduce la o energia redusa pentru reperele obtinute prin deformare la cald.

Se pot prelucra piese de forme complexe prin deformare plastica la cald (presare in matrita).