DE2511745A1 - Legierung fuer gegenstaende grosser korrosions-widerstandsfaehigkeit und/oder starker mechanischer beanspruchung - Google Patents

Legierung fuer gegenstaende grosser korrosions-widerstandsfaehigkeit und/oder starker mechanischer beanspruchung

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DE2511745A1 DE19752511745 DE2511745A DE2511745A1 DE 2511745 A1 DE2511745 A1 DE 2511745A1 DE 19752511745 DE19752511745 DE 19752511745 DE 2511745 A DE2511745 A DE 2511745A DE 2511745 A1 DE2511745 A1 DE 2511745A1
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    • C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
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Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT
BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen
Legierung für Gegenstände großer Korrosions-Widerstandsfähigkeit und/oder starker mechanischer Beanspruchung
Die Erfindung betrifft eine Legierung für Gegenstände besonders großer Korrosions-Widerstandsfähigkeit und/oder starker mechanischer Beanspruchung, die vorzugsweise als Werkstoff für Zahnprothesen und allgemein chirurgische Implantate verwendet wird.
Für Gegenstände großer Korrosions-Widerstandsfähigkeit und/oder starker mechanischer Beanspruchung hat man bisher die verschiedensten Legierungen, wie Eisen- und Nichteisenlegierungen vorgeschlagen. Als Werkstoff für Dampf- und Gasturbinen kommen nach "Techn. Mitteilungen jK-mpp11, 1968, Seite 554, beispielsweise H efer #
Kobalt-Chrom-Legierungen mit 20 bis 33% Chrom zur Verwendung. Kobalt-Chrom-Legierungen eignen sich darüber hinaus auch als Werkstoffe für Zahnprothesen und chirurgische Implantate. An Werkstoffe, die für die genannten Verwendungszwecke bestimmt sind, werden eine Reihe besonderer Anforderungen gestellt, und zwar sollen sie insbesondere
1} gute mechanische Eigenschaften,
2) große Korrosions-Widerstandsfähigkeit und
609839/0575
3) bei Verarbeitung zu komplizierten Teilen leichte Verarbeitbarkeit aufweisen.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, einen Werkstoff zu schaffen, der in verbesserter Weise die gestellten Anforderungen erfüllt.
Es hat sich herausgestellt, daß dieses Ziel durch eine Legierung, bestehend aus
10 bis 28% Chrom, 1 bis 12% Molybdän,
2 bis 10 % Titan, 0 bis 1 % Silizium, 0 bis 3 % Mangan, 0 bis 2 % Eisen, 0 bis 1 % Kohlenstoff, 0 bis 1 % Aluminium,
Rest Kobalt und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen erreicht werden kann. Diese Legierung weist eine hohe Festigkeit, verbesserte Duktilität sowie hervorragende Korrosions-Widerstandsfähigkeit auf und läßt sich leicht zu komplizierten Formen vergießen und gegebenenfalls weiterverarbeiten.
Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Legierung aus
13 bis 22% Chrom, 3 bis 10% Molybdän,
3 bis 7% Titan, 0 bis 0,1 % Silizium, 0 bis 0,1 % Mangan, 0 bis 0,1 % Eisen,
0 bis 0,1 % Kohlenstoff, 0 bis 0,1 % Aluminium,
-2 -
6 0 9 8 3 9 / Q 5 7 5
Rest Kobalt und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Legierung in Fällen erhöhter mechanischer Beanspruchung im wärmebehandelten Zustand, zum Beispiel nach einem Glühen bei vorzugsweise oberhalb 1000°C in Schutzgasatmosphäre, Abschrecken und Anlassen bei vorzugsweise etwa 700°C zu verwenden. Daneben kann die Legierung in Fällen erhöhter mechanischer Beanspruchung zweckmäßig in kalt- oder warmverformtem Zustand, vorzugsweise in geschmiedetem oder stranggepreßtem Zustand verwendet werden.
Bevorzugt wird die Legierung als Werkstoff für Zahnprothesen und allgemein chirurgische Implantate verwendet. Als metallische Werkstoffe für diese Zwecke wurden bisher in der Regel nichtrostende Stähle, Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierungen, Kobalt-Chrom-Wolfram-Nickel-Legierungen, unlegiertes Titan und Titan-Aluminium-Vanadium-Legierungen vorgeschlagen. An alle metallischen Werkstoffe, die in den menschlichen Körper eingesetzt werden, werden in ganz besonderem Maße hohe Anforderungen gestellt. So müssen diese Werkstoffe insbesondere gute mechanische Eigenschaften, große Korrosions-Widerstandsfähigkeit gegen Gewebe- und Körperflüssigkeiten und leichte Verarbeitbarkeit zu komplizierten körpergerechten Formen aufweisen. Diese Anforderungen wurden von den genannten metallischen Werkstoffen teilweise nur unzureichend erfüllt; so sind beispielsweise bei chirurgischen Implantaten und Zahnprothesen gelegentlich Brüche aufgrund ungenügender Duktilität und Dauerbelastbarkeit und von Korrosionsangriffen beobachtet worden. Die der Erfindung zugrunde liegende Legierung weist hohe Festigkeit, verbesserte
-3-
ß 0 9 8 3 <j / (j b 7 5
Duktilität, hervorragende Korrosions-Widerstandsfähigkeit gegen Gewebe- und Körperflüssigkeiten auf und läßt sich leicht zu komplizierten Formen vergießen und weiterverarbeiten, so daß sich diese Legierung als Werkstoff für Zahnprothesen und allgemein chirurgische Implantate in besonderem Maße eignet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert, deren chemische Zusammensetzungen sich aus der Tabelle I und deren mechanische Eigenschaften sich aus der Tabelle Il ergeben.
Tabelle U Chemische Zusammensetzung
Beispiel 1 j
Ti		 Cr Mo Co
Nr. 2 % % % %
3 2 20 10 Rest
4 4 15 9 H
5 4 15 10 K
6 4 18 5 Il
7 4 20 4 It
8 4 20 5 Il
9 4 20 6 Il
10 4 25 4,5 Il
11 4 25 5 Il
12 5 15 5 Il
13 5 18 4 Il
14 5 20 4 Il
15 5 20 5 It
16 5 22 3 Il
17 6 15 4 Il
18 6 15 4,5 Il
19 6 15 5 ti
20 6 20 1 K
6 20 4 It
6 20 5 H
-A-6 0 9 8 3 9 / 0 B 7 5
Tabelle II: Mechanische Eigenschaften
0,2-Dehngrenze Zugfestigkeit Bruchdehnung Brinellhärte
Beispiel °Ό,2 0B S5
Nr. N/mm N/mm % HB
600 850 5,2 321
1 770 1050 8,7 329
2 700 1020 6,4 358
3 620^ 800 19,2 345
4 590 910 11,7 337
5 620 880 9,6 307
6 555 940 7,7 333
7 535 850 3,8 333
8 600 850 1,6 365
ρ 795 1070 15,4 350
10 700 930 8,3 363
11 660 900 9,2 j 360
12 650 890 1,3 ί 373
13 635 820 5,0 1 355
14 710 1050 10,4 i 314
15 755 960 8,3 i 350
16 760 1010 4,2 . 356
17 650 880 10,4 j 325
18 765 1020 6,5 350
19 760 830 1,4 ' 419
20
Die in der Tabelle Il wiedergegebenen mechanischen Eigenschaften wurden an Proben im Gußzustand ermittelt. Die Legierung zeichnet sich danach bei hoher Zugfestigkeit durch eine hohe 0,2-Dehngrenze sowie in Abhängigkeit von der Zusammensetzung durch eine hohe Bruchdehnung aus. Diese hohe Duktilität ist der Grund für die leichte Verarbeitbarkeit zu komplizierten, körpergerechten Formen. Elektrochemische Untersuchungen haben gezeigt, daß die Legierung
-5-
609839/Γ) 5 75
innerhalb des genannten Zusammensetzungsbereichs eine hervorragende Beständigkeit gegenüber gleichmäßiger Flächenkorrosion und Lochkorrosion besitzt. Für medizinische Anwendungen ist dabei besonders die sehr hohe Beständigkeit gegenüber Spaltkorrosion hervorzuheben.
-6-
609839/0 575

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Legierung für Gegenstände großer Korrosions-Widerstandsfähigkeit und/oder starker mechanischer Beanspruchung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
10 bis 28% Chrom, 1 bis 12% Molybdän,
2 bis 10 % Titan, 0 bis 1 % Silizium, 0 bis 3 % Mangan, 0 bis 2 % Eisen,
0 bis 1 % Kohlenstoff, 0 bis 1 % Aluminium,
Rest Kobalt und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
13 bis 22% Chrom, 3 bis 10% Molybdän,
3 bis 7% Titan, 0 bis 0,1% Silizium, 0 bis 0,1 % Mangan, 0 bis 0,1 % Eisen,
0 bis 0,1 % Kohlenstoff, 0 bis 0,1 % Aluminium,
Rest Kobalt und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht.
3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wärmebehandelten Zustand, zum Beispiel nach einem Glühen bei vorzugsweise oberhalb 1000 C in Schutzgasatmosphäre, Abschrecken und Anlassen bei vorzugsweise etwa 700 C verwendet wird.
EV 4/75
Vth/hi
609839/0 5 75
4. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie in kalt- oder warmverformtem Zustand, vorzugsweise in geschmiedetem oder stranggepreßtem Zustand verwendet wird.
5. Verwendung der Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Werkstoff für Zahnprothesen und allgemein chirurgische Implantate.
-8 -
60 9839/05 75
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