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Ti-6Al-7Nb

Ti-6Al-7Nb ロッド

Ti-6Al-7Nb の用途

Ti-6Al-7Nb 合金は、スイスのスルツァー・メディカル・テクノロジー社製。対応するグレードはIMI367(英国)です。対応する米国規格はASTM F1267 UNSR56700です。
Ti-6Al-7NbシートおよびTi-6Al-7Vロッドで開発された複合合金インプラントは、良好な結果を示して臨床応用されています。
Ti-6Al-7Nbチタン合金は、主に人工関節、骨矯正、ファスナーなど、様々な外科用インプラントに使用されています。

Ti-6Al-7Nb シート

Ti-6Al-4V 合金と比較すると、Ti-6Al-7Nb 合金は V を、V と同じ原子濃度を持つ非毒性の安定したベータ元素 Nb に置き換えています。性能面では、Ti-6Al-4V 合金は認められている Ti-6Al-4V 合金と同等であり、人体へのインプラントとして安全で有望な材料です。

Ti-6Al-7Nbの加工技術

1. 製錬工程:原料として、高級スポンジチタン(チタン)、純アルミニウム、アルミニウムニオブまたはTi-Nb中間合金を選択し、公称組成に従って混合→電極をプレス→二次または三次真空消耗炉で溶解することで、均一な組成を持つ良質のインゴットを得ます。ニオブの均一性に重点を置きます。
2. 熱処理工程:Ti-6Al-7Nbチタン合金は、電気炉で熱処理される棒状合金です。 700℃/hの熱処理と空冷を行う簡易焼鈍プロセスを採用しています。
3. 加工プロセスと特性:Ti-6Al-7Nbはα+βチタン合金に属し、その熱処理プロセスはTi-6Al-4Vと同様です。一般的なインゴットの加熱温度は1150℃~1200℃です。
熱間鍛造、精密鍛造、熱間圧延により、直径110mm、60mm、30mm、20mm、12mmのTi-6Al-7Nbロッドが製造されます。これらのロッドは、室温で技術基準(ASTM F1295)に規定された引張特性およびその他の特性を満たすことができます。
また、医療用インプラント用のTi-6Al-7Nbシートにも加工できます。

Ti-6Al-7Nb合金棒の焼鈍後の高温引張曲ワイヤーを下図に示します。焼鈍温度の上昇に伴い、強度値は低下し、塑性はわずかに増加します。

Ti-6Al-7Nbチタン合金の高温引張曲ワイヤー
Ti-6Al-7Nbチタン合金の高温引張曲ワイヤー

Ti-6Al-7Nbの性能

Ti-6Al-7Nb (UNS R56700) 合金の疲労特性
合金 熱処理 応力/MPa Kt N/週
Ti-6Al-7Nb  アニーリング 620 1.0 107
プロタスル-100 620 1.0 107
弾性率弾性率 E=115GPa
技術規格に規定されるTi-6Al-7Nb (UNS R56700) の室温における引張特性
仕様 σb/MPa σp0.2/MPa δ5/% ψ/%
ロッド ≥900 ≥800 ≥10 ≥25
Ti-6Al-7Nb (UNS R56700) 18mm圧延棒(3tインゴット)の引張特性に対する焼鈍温度の影響
焼鈍温度 σb/MPa σp0.2/MPa δ5/% ψ/%
600℃/h、空冷 1030 943 17 45
700℃/h、空冷 1020 923 16 46
750℃/h、空冷 1015 895 16 44
800℃/h、空冷 980 875 18 46
850℃/h、空冷 940 840 18 47