25 Июл

ИЗУЧЕНИЕ ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ ПРИ ИЗГИБЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ БЮГЕЛЬНЫХ ПРОТЕЗОВ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Важным критерием при выборе конструкционного материала для изготовления бюгельного протеза с кламмерной системой фиксации, является показатель предела текучести, так как изготовленные из него опорно-удерживающие  кламмера должны обладать хорошими  упругопрочностными характеристиками.

Предел текучести (физический или условный) является важной расчетной характеристикой прочностных свойств конструкционных материалов и характеризует сопротивление материала малым пластическим деформациям. При возникновении в материале напряжении, превышающих предел текучести, происходят необратимые изменения формы и размеров конструкции без ее разрушения. Соответственно, напряжения, возникающие в конструкции в процессе эксплуатации, должны быть меньше предела текучести, в связи, с чем в работе были проведены исследования по определению напряжения начала необратимой пластической деформации для каждого из сплавов. [1]

Учитывая, что речь идет о каркасах бюгельных зубных протезов, испытывающих разнонаправленные динамические нагрузки, измерения предела текучести сплавов проводили при изгибе.

Целью исследования явилось экспериментальное определение предела текучести при изгибе титановых сплавов в сравнительном аспекте с кобальтохромовым  сплавом, предназначенным для изготовления бюгельных протезов.

Материалы и методы: Были изучены три сплава на основе титана – «Tritan»  (Dentaurum, Германия), «Rematitan ® M» (Dentaurum, Германия) и «ВТ-5 Л» (ОАО ВСМПО-АВИСМА, Россия) и в качестве сравнения кобальтохромовый сплав «Gialloy PA» (Giulini, Германия). Для  исследования методом литья по выплавляемым моделям было изготовлено по шесть образцов в виде цилиндров  заданного размера каждого из исследуемых сплавов.

Испытания были проведены в соответствии с ГОСТ 14019-2003 («Методы испытаний на изгиб»)[2] в лаборатории механических испытаний Центра коллективного пользования «Материаловедение и металлургия»  НИТУ МИСиС  на универсальной испытательной машине с механическим приводом Amsler Z250 (Программа TestXpert ver.12.2) .

При испытании предела текучести на изгиб использовали следующую схему:  нагрузка прикладывалась сосредоточенной силой на середине расстояния между двумя опорами к образцу, размещенному на неподвижных опорах. (Рис.1). Испытания проводили при комнатной температуре, расстояние между опорами  (ℓ) составляло 26,2 мм, скорость испытания 2 мм/мин.

Рис. 1.  Схема нагружения.

Было испытанно по 6 образцов каждого из четырех сплавов. Полученные результаты заносили в таблицу и подвергали статистической обработке, определяя среднее квадратичное значение и стандартное отклонение (M ± m).

Расчет показателя предела текучести проводился по формуле операционной системой испытательной машины Amsler Z 250:

s0,2=  8 P0.2 ℓ/ π·d3                                                                                                                                                (1)

где  s0,2— показатель предела текучести (условный)

P0.2 – сила, которая соответствует удлинению образца на 0,2%

  — расстояние между опорами

π- 3, 14 (отношение диаметра к длине окружности)

d — диаметр образца.

Результаты:

Статические испытания на трехточечный изгиб литых образцов сплавов на основе титана («Tritan», «Rematitan M», «ВТ-5Л») и сплава на основе Co-Cr  «Gialloy PA»  позволили определить условный предел текучести данных материалов и  показали, что значения предела текучести при изгибе кобальтохромового сплава, предназначенного для изготовления бюгельных протезов,  выше, чем у сплава «Tritan», ниже, чем у сплава «ВТ5Л» и схожи со значениями  сплава «Rematitan M».

Результаты испытаний предела текучести на изгиб представлены в таблице.

Таблица 1.

Результаты испытаний предела текучести при изгибе (M ± m)

Образцы сплавов s0,2, МПа Среднее значение

s0,2, МПа

Tritan 574 599±18,6
622
583
608
592
613
ВТ5Л 1245 1235±9,7
1236
1219
1229
1243
1238
Rematitan M 919 944±20,3
967
959
960
927
932
Gialloy PA 920 877±41,2
812
869
850
897
912

Относительная погрешность СИ – не более 1 %

 

Вывод: Результаты испытаний предела текучести на изгиб показали, что значения предела текучести при изгибе кобальтохромового сплава, предназначенного для изготовления бюгельных протезов,  выше, чем у сплава «Tritan», ниже, чем у сплава «ВТ5Л» и схожи со значениями  сплава «Rematitan M».

Тем не менее, все сплавы показали достаточно высокий результат, который позволяет говорить о значительной устойчивости материалов к деформациям на изгиб.

 

Список литературы:

  1. Золотаревский, В.С. Механические свойства металлов /Золотаревский В.С. – М.: Металлургия, 1998. – 306 с.
  2. ГОСТ 14019-2003 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб Metallic materials. Bend test method)- М.: Стандартинформ, 2006
    ИЗУЧЕНИЕ ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ ПРИ ИЗГИБЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ БЮГЕЛЬНЫХ ПРОТЕЗОВ
    Written by: Парунов Виталий Анатольевич, Быков Денис Олегович, Быкова Марина Владимировна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 02/24/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)
    Available in: Ebook