ISO 20160-2006 Implants for surgery - Metallic materials - Classification of microstructures for alpha+beta titanium alloy bars《外科植入物 金属材料 α+ β钛合金棒材的微观结构的分类》.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 20160:2006(F) ISO 2006NORME INTERNATIONALE ISO 20160 Premire dition 2006-05-01 Version corrige 2006-09-15 Implants chirurgicaux Matriaux mtalliques Classification des microstructures des barres en alliages de titane alpha+bta Implants for surgery Metallic materials Classificati

2、on of microstructures for alpha+beta titanium alloy bars ISO 20160:2006(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que

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5、r limpression. Toutes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2006 Droits de reproduction rservs. Sauf

6、 prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du d

7、emandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2006 Tous droits rservsISO 20160:2006(F) ISO 2006 Tous droits rservs iii Avant-propos LISO (Organisation internationale de nor

8、malisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les or

9、ganisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges

10、conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes interna

11、tionales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identif

12、i de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 20160 a t labore par le comit technique ISO/TC 150, Implants chirurgicaux, sous-comit SC 1, Matriaux. La prsente version corrige de lISO 20160:2006 inclut les corrections suivantes: page 1, Domaine dapplication, dans le 3 meparagraphe, re

13、mplacer transformation par le processus de fabrication; page 1, dfinition 3.1, la place de alpha/bta crire alpha et bta et remplacer cubiques centres par cubiques corps centres; page 2, dans la dfinition 3.2, remplacer alpha/bta par alpha+bta et dans lArticle 4, plusieurs changements dans la termino

14、logie; page 2, paragraphe 4.2, la NOTE devient un alina en texte normal; page 3, paragraphe 5.2, la place de Type AX crire Type A X, remplacer utilis et recommand par apppliqu et recommand et supprimer les guillemets devant (. Type 3 . plus petite). De plus la dernire phrase du premier paragraphe a

15、t modifie. Type 3 devient Type A 3; page 4, correction du titre de lAnnexe A; pages 5 8, la qualit des micrographies, A 1 A 24, a t amliore. ISO 20160:2006(F) iv ISO 2006 Tous droits rservsIntroduction Certaines Normes internationales relatives aux matriaux dimplants en alliages de titane alpha+bta

16、font rfrence un ensemble de microstructures cites dans la brochure ETTC 2 publie en 1979 par le Comit technique des producteurs de titane 1 . Cette brochure, contenant certains ajouts, a fait lobjet dune rdition en 1995. Contrairement ce qui sobserve pour les structures de matriaux homognes pour les

17、quelles on dispose de normes permettant de dterminer la grosseur de grain de la microstructure (ISO 643, ASTM E112), il nexiste aucune norme pour classer les microstructures plus complexes des alliages de titane alpha+bta bien que ces alliages soient les matriaux techniques les plus frquemment utili

18、ss. La prsente Norme internationale a t labore suite aux demandes rptes de disposer dun document normatif daccs facile reprenant lensemble des microstructures pour barres en alliages de titane alpha+bta de la publication ETTC 2. Le sous-comit ISO/TC 150/SC 1, Matriaux, exprime sa gratitude aux diteu

19、rs de la brochure ETTC 2 qui lui ont permis de reproduire un certain nombre de microstructures slectionnes pour les besoins de la prsente Norme internationale. NORME INTERNATIONALE ISO 20160:2006(F) ISO 2006 Tous droits rservs 1 Implants chirurgicaux Matriaux mtalliques Classification des microstruc

20、tures des barres en alliages de titane alpha+bta IMPORTANT Pour une identification correcte des microstructures, il est ncessaire dutiliser les micrographies standards de qualit approprie et de dimensions exactes conformment la prsente Norme internationale. En raison du fait que les copies lectroniq

21、ues de ces micrographies standards sont soumises des modifications lorsquelles sont visionnes lcran ou imprimes, il est recommand que seules les micrographies reproduites dans les copies imprimes de la prsente Norme internationale achete lISO ou aux membres de lISO soient utilises des buts comparati

22、fs. 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale fournit un catalogue de micrographies mtallographiques pour la dsignation des microstructures dalliages de titane alpha+bta sous forme de barres destines la fabrication dimplants chirurgicaux. La prsente Norme internationale est applicable a

23、ux barres ayant des diamtres infrieurs 100 mm ou quivalents. Ce catalogue de microstructures est destin servir daide la communication sur les types gnraux de microstructures pour barres en alliages de titane alpha+bta. La dsignation des microstructures repose sur leur aspect morphologique. Les micro

24、structures relles peuvent galement apparatre sous forme dune combinaison des types de micrographies reprsents. La prsente Norme internationale ne contient aucune exigence spcifique concernant la microstructure. Le catalogue contient des micrographies de microstructures souhaitables et non souhaitabl

25、es engendres par le processus de fabrication des alliages de titane alpha+bta. Le choix des microstructures acceptables doit faire lobjet dun accord compte tenu de lutilisation de limplant et des normes de matriaux correspondantes. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispe

26、nsables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ASTM E407-99, Standard Practice for Microetching Metals and Alloys 3 Termes et df

27、initions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 alliage de titane alpha+bta alliage de titane compos dlments dalliage qui favorisent la stabilisation des phases alpha et bta structures atomiques respectivement hexagonales et cubiques corps centres NOT

28、E Les diagrammes de constitution de ces alliages prsentent les domaines o les phases alpha+bta sont stables temprature ambiante (voir aussi 4.1). ISO 20160:2006(F) 2 ISO 2006 Tous droits rservs3.2 microstructure de titane alpha+bta microstructures mtallographiques des alliages de titane alpha+bta qu

29、i contiennent principalement les phases alpha et bta NOTE Des phases mtastables peuvent y tre galement enfermes. 3.3 matriau en barre matriau transform dans le sens longitudinal et fourni sous forme de barres (rectilignes) de section transversale de forme spcifie NOTE Les barres sont distinctes des

30、fils qui sont livrs en bobines. 4 Considrations et application gnrales 4.1 Considrations gnrales Le titane pur passe dune structure atomique hexagonale (phase alpha) une structure cubique corps centre (phase bta) la temprature de 882 C. En dessous de cette temprature de transition, la phase bta nest

31、 pas stable. Lajout de certains lments dalliage stabilise cependant la phase bta des tempratures infrieures. Ce procd a permis de mettre au point des alliages de titane appels alpha+bta dont les phases alpha et bta sont stables temprature ambiante. Lajout de ces lments dalliage modifie galement la t

32、emprature de transition, couramment appele temprature de transition bta. La prsence des phases alpha+bta peut modifier les caractristiques mcaniques du titane 2 . Selon la composition des matriaux et lhistorique de leur processus de fabrication, diffrentes configurations de microstructure apparaisse

33、nt. Le catalogue des micrographies mtallographiques donn dans lAnnexe A renferme des configurations microstructurelles typiques rsultant du processus de fabrication mtallurgique des alliages de titane alpha+bta, dont lalliage de titane, 6 % aluminium et 4 % vanadium est considr comme reprsentatif. 4

34、.2 Application Les micrographies donnes dans lAnnexe A sont identifies par la lettre A suivie dun chiffre. Cette classification des micrographies est destine servir de base de communication des configurations microstructurelles typiques observes sur coupes transversales de barres. Le choix des carac

35、tristiques morphologiques souhaitables et non souhaitables est fonction de lutilisation du matriau, des normes matriaux et accords applicables. Les micrographies donnes dans lAnnexe A avaient t initialement publies dans la brochure ETTC 2 pour les barres en alliage Ti-6Al-4V, mais elles sont applica

36、bles dautres alliages alpha+bta utiliss pour les implants chirurgicaux 3, 4 . 5 Mode opratoire 5.1 Grossissement Les micrographies A 1 A 24 donnes dans lAnnexe A reprsentent des sections transversales de barres un grossissement de 200. ISO 20160:2006(F) ISO 2006 Tous droits rservs 3 5.2 Identificati

37、on Pour identifier le type de microstructure dun alliage de titane alpha+bta donn par comparaison avec les micrographies donnes dans lAnnexe A, il faut prparer des coupes transversales de la barre et raliser une attaque chimique. Des techniques dattaque chimique appropries aux alliages de titane don

38、nant des rsultats similaires ceux des micrographies de lAnnexe A peuvent tre utilises. Si des directives sont ncessaires pour les techniques dattaque chimique, lASTM E 407-99 doit sappliquer. Lagent dattaque chimique n192 est gnralement appliqu et recommand. NOTE Dans la gamme de lagent dattaque chi

39、mique n192, une solution dattaque compose de 100 ml H 2 O + 2 ml de HF ( 40 % fraction massique) + 8 ml HNO 3( = 1,4) sest galement rvle utilisable en contrle. Les coupes mtallographiques sont observes laide d un microscope optique un grossissement de 200 en champ blanc. Choisir par comparaison le t

40、ype de microstructure du catalogue de lAnnexe A qui se rapproche le plus de celle observe. Indiquer la dsignation correspondante (Type A X). Il est possible dajouter des informations (par exemple Type A 3 mais avec une grosseur de grain de la phase alpha apparemment plus petite). Dans le cas o il es

41、t souhait de dterminer la grosseur de grain de la matrice dune microstructure donne, il convient que lISO 643 sapplique 5 . Dans le cas o une microstructure se situe entre deux types de micrographies, les deux peuvent tre identifies (par exemple Type A 1/A 2). Si le type de microstructure varie sur

42、la section transversale de la barre, les caractristiques de la microstructure des diffrentes zones de la section peuvent tre identifies. ISO 20160:2006(F) 4 ISO 2006 Tous droits rservsAnnexe A (normative) Catalogue de micrographies mtallographiques de microstructures typiques des barres en alliage d

43、e titane alpha+bta de diamtres gal ou infrieur 100 mm ou son quivalent Pour pouvoir identifier la microstructure dun matriau donn par comparaison avec les micrographies qui suivent, il faut examiner le matriau sous un grossissement de 200. NOTE 1 Les microstructures correspondant aux micrographies A

44、 20 A 24 sont considres comme inacceptables dans ldition 1 de la brochure ETTC 2. NOTE 2 Lordre et la dsignation des micrographies de lAnnexe A correspondent la disposition adopte dans la seconde dition (1995) de la brochure ETTC 2. La premire dition contenant les mmes micrographies mais dans un ord

45、re diffrent pour les micrographies dsignes A 10 A 17. Afin dviter les confusions, une corrlation des dsignations des micrographies entre les ditions 1 et 2 de lETTC 2 est donne dans le Tableau A.1. Tableau A.1 Corrlation entre les dsignations des micrographies ETTC 2 dition 1 ETTC 2 dition 2 A 10 A

46、17 A 11 A 10 A 12 A 11 A 13 A 12 A 14 A 13 A 15 A 14 A 16 A 15 A 17 A 16 ISO 20160:2006(F) ISO 2006 Tous droits rservs 5A 1 200 A 2 200 A 3 200 A 4 200 A 5 200 A 6 200 ISO 20160:2006(F) 6 ISO 2006 Tous droits rservsA 7 200 A 8 200 A 9 200 A 10 200 A 11 200 A 12 200 ISO 20160:2006(F) ISO 2006 Tous dr

47、oits rservs 7A 13 200 A 14 200 A 15 200 A 16 200 A 17 200 A 18 200 ISO 20160:2006(F) 8 ISO 2006 Tous droits rservsA 19 200 A 20 200 A 21 200 A 22 200 A 23 200 A 24 200 ISO 20160:2006(F) ISO 2006 Tous droits rservs 9 Bibliographie 1 Publication ETTC 2, Microstructural standards for alpha+beta titanium alloy bars, prpare par le Comit europen des producteurs europens de titane 1979; dition 2, 1995, TIG (Titanium Informa