Кобальт хромовые Co Cr сплавы в качестве металлических биоматериалов-классы и виды

Co Cr

Часть 1. Классы и виды 

Сплавы на основе кобальта в системах кобальт-хром (Co-Cr) и кобальт-хром-вольфрам (Co-Cr-W) были созданы в начале 1900-х годов, а стеллитовые сплавы, производимые компанией Haynes, стали важными промышленными материалами для износостойкой наплавки. В 1930-х годах был разработан литой сплав Co-Cr-Mo (Vitallium) и разработана технология литья по выплавляемым моделям. Сплав Co-Cr-Mo был коммерциализирован для зубного протезирования. В 1950-х и начале 1960-х годов были разработаны искусственные тазобедренные суставы типа “металл на металле” и “металл на полимере” с использованием Vitallium. Первые представлены объединением Макки-Фаррара, а вторые были созданы Чарнли. Другие сплавы кобальт – хром, такие как Co-Cr-W-Ni (L-605, HS25, ASTM F90), Co-Ni-Cr-Mo (MP35N, ASTM F 562) и Co-Cr-Fe-Ni-Mo (Elgiloy, ASTM F1058 сплавы класса 1), которые до сих пор используются на практике, были разработаны в начале 1960-х годов. Таким образом, сплавы кобальт-хром имеют долгую историю использования в качестве стоматологических и медицинских материалов.

Кобальтовые сплавы подразделяются на два различных класса: литейные сплавы и сплавы, получаемые методом горячей ковки.

Обладая долгой историей практического применения, сплавы кобальт-хром были включены в стандарты ASTM для применения в хирургических имплантатах.

В таблице приведены химические составы, указанные в стандартах ASTM

ASTM Классы и виды сплавов Химический состав (масс.%)
Cr Mo Ni Fe C Si Mn W P S N Al Ti B La Be Co
F 75-12 литейный сплав 27.0−30.0

5.0−7.0

<0.50 <0.75 <0.35 <1.0 <1.00 <0.20 <0.020 <0.010 <0.25 <0.10 <0.10 <0.010 Баланс
F 799-11 термодинамически обработанный сплав сплав 1 (низкое содержание С) 26.0−30.0

5.0−7.0

<1.0 <0.75 <0.14 <1.0 <1.0 <0.25 Баланс
F 1537-11 кованый сплав
сплав 2 (высокое содержание С) 26.0−30.0 5.0

−7.0

<1.0 <0.75 0.15−0.35 <1.0 <1.0 <0.25 Баланс
сплав 3 (усиленная дисперсия) 26.0−30.0

5.0−7.0

<1.0 <0.75 <0.14 <1.0 <1.0 <0.25 0.3−1.0 0.03−0.20 Баланс
F 90-09
кованый сплав 19.0−21.0 9.0−11.0 <3.0 0.05−0.15 <0.40 1.0−2.0 14.0−16.0 <0.04 <0.030 Баланс
F 1091-12 кованый сплав (проволока)
F 562-13 кованый сплав 19.0−21.0 9.0−10.5

33.0−37.0

<1.0 <0.025 <0.15 <0.15 <0.015 <0.010 <1.0 <0.015 Баланс
F 68-10 кованый сплав (пластины, листы и фольга)
F 96-08 термодинамически обработанный сплав
F 1058-08 кованый сплав (проволока и полосы) марка 1 19.0−21.0 6.0−8.0

14.0−16.0

Баланс <0.15 <1.20 1.5–2.5 <0.015 <0.015 <0.10 39.0−41.0
марка 2 18.5−21.5 6.5−7.5

15.0−18.0

Баланс <0.15 <1.20 1.0–2.0 <0.015 <0.015 <0.001 39.0−42.0