T/M paslanmaz çelik implantların üretimi ve teknolojik özellikleri üzerine bir araştırma

Abstract

ÖZET Korozyon direnci yüksek malzemelerden üretilen ve tıpta yaygın kullanılan implantlann yerli üretimi yoktur. Yurt dışından ithal edilen implarrtlar ülkemiz şartlarına göre çok yüksek maliyetlere sahiptirler. Bu çalışmada, aynı kimyasal kompozisyona sahip tozlardan `Toz Metalürjisi Yöntemi` uygulanarak malzeme kaybı olmaksızın ASTM F138-G2' de verilen mekanik özelliklere sahip implantlann üretimi ve bunun kontrolü yapılmıştır. Toz metalürjisi yöntemiyle üretimde özellikle parça boyutunun küçük olması halinde, malzeme kaybı ve talaşlı işlem gerekliliği yoktur. Bu durum üretimde ekonomikliliği doğurmaktadır. Bu çalışmada AISI 316L paslanmaz çelik toz kullanılmıştır. Tozun kimyasal kompozisyonu: % 0.015 C, % 1.75 Mn, % 0.45 Si, % 17.24 Cr, % 2.79 Mo, % 14.66 Ni ve % kalanı Fe dir. % 0.001 g hassasiyetinde tartılan tozlar, üretilen kalıba homojen karıştırılmış halde doldurulup, tek etkili preste 800 MPa basınç altında soğuk olarak sıkıştırılmıştır. Daha sonra sıkıştırılmış numuneler, 1200°C, 125Q°C ve 1300°C de atmosfer kontrollü sinterleme fırınında azot gazı altında sintertenerek prizmatik numune taslakları imal edilmiştir. İmal edilen numunelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için, numunelere mekanik deneyler uygulanmıştır. Toz metalürjisi yöntemiyle malzeme kaybı olmaksızın üretilen implant numuneleri, ASTM F138-G2' de verilen mekanik özelliklere sahip implantlarla karşılaştırılarak, sonuçların mukayeseli yorumlan yapılmıştır. Sıkıştırma basıncının yoğunluğa ve mikroyapıya etkisi, sinterlemenin ve sinterleme atmosferinin mekanik özelliklere etkileri araştırılarak incelenmiştir. Üretilen implantlann mikroyapılannın ayrıntılı olarak tanımlanması için metalografik çalışmalar yapılmıştır. xı

ABSTRACT Implants, which are extensively utilized in medical applications, are manufactured from materials that are highly resistant to corrosion and they are not produced domestically. Implants are imported and they cost huge amounts of cash as per the conditions of our country. In this study, domestic implants are produced from the powder metals with the same composition as listed in the standards, by using `Powder Metallurgy Method` without any material loss, at the same time possessing the mechanical properties as stated in ASTM F138-G2 and the controlling of these implants is carried out. Especially if the particle size is small, powder metallurgy method does not require machining and there is no material loss. This situation causes a cost-efficient production. In this study, AISI 316L stainless steel material powder is used. The chemical composition of the power is as follows: 0.015% C, 1.75% Mn, 0.45% Si, 17.24% Cr, 2.79% Mo, 14.66% Ni and the rest is Fe. Powders are weighed to 0.001% g sensitivity, filled to the moulds produced as a homogenous mixture and compressed cold in a single effect press under 800 MPa. After that, the compressed samples are sintered in the sinter furnace under a controlled atmosphere with nitrogen gas at proper conditions at 1200°C, 1250°C and 1300°C and the prismatic specimens are produced. In order to determine the mechanical properties of the produced specimens, mechanical tests are applied to the specimens. Implant specimens produced by using `Powder Metallurgy Method` without any material loss are compared with the implants possessing the mechanical properties as stated in ASTM F138-G2 and the results are interpreted by comparison. The effects of compression pressure to the density and microstructure together with the effects of sintering and sintering medium to the mechanical properties are researched and investigated. In order to define the microstructures of the produced implants in detail, metallographic studies are performed. xu