浙江大学：《生物与医用材料》课程教学课件（讲稿）第二部分 医用材料及器械 第十章 医用金属材料——钴基合金与人工全髋关节

第十章钻基合金与人工全关节以钻为主要成分，含有一定量的铬、钼、镍等元素的合金。有铸造用和锻造用两种成分。S10.1车钻基合金的成分和显微组织c标准CrMoNiFePSSiMnTiCo铸<<<1<1余275-7<<<<ASTM造量F76-302. 50. 10.750.350.020.01合金锻<<<余199-33<1<<<1ASTM造量10.5F562-21-370.010.0250.150. 150.015合人金

第十章 钴基合金与 人工全髋关节 以钴为主要成分,含有一定量的铬、钼、镍等元素的合金。有铸造用和锻造 用两种成分。 § 10.1 钴基合金的成分和显微组织 标准 Cr Mo Ni Fe C Si Mn P S Ti Co 铸 造 合 金 ASTM F76 27 -30 5-7 < 2.5 < 0.75 < 0.35 <1 <1 < 0.02 < 0.01 < 0.1 余 量 锻 造 合 金 ASTM F562 19 -21 9- 10.5 33 -37 <1 < 0.025 < 0.15 < 0.15 < 0.015 < 0.01 <1 余 量

w%102030405060708090温度/℃1863180010016001495140013951283beefcc约126012001121磁性1000转变apara967.NCferro800hcpparaATIEferro6001020405010003060708090CoCr/%Co-Cr二元合金相图。Cr的基本作用是形成钝化膜，使合金耐腐蚀

Co-Cr 二元合金相图。Cr的基本作用是形成钝化膜，使合金耐腐蚀

C,原子%C352025302415631024002200L20001800L+石墨16001494°14001321°-Co)2.68~11200tru23(Q-Co）+石翼磁性转变1037°1000E.79io356824Co1C,重量%Co-C二元合金相图。C的作用是提高耐磨损性能

Co-C二元合金相图。C的作用是提高耐磨损性能

w1%102030405060709080温度/℃14951452140012001115?INOO1000磁性转变800(α-Co)600420fcc-400360200hep48at(E-Co)00102030405060708090100CoNi2/%Co-Ni二元合金相图。Ni的作用是使合金处于面心立方晶体结构，从而具有高的塑性

Co-Ni 二元合金相图。Ni的作用是使合金处于面心立方晶体结构，从而具 有高的塑性。 hcp

铸造CoCrMoC合金的铸态组织由面心立方Co基体（相）和均匀分布在基体上的碳化物相组成，1200C以上温度固溶处理才能使碳化物溶入基体，使合金的耐磨性发生明显变化。900℃以下时效处理发生等温一&马氏体相变，逐渐转变为密排立方的马氏体，但对合金的耐磨性能无明显影响。块状碳化物CVDet10umSnotMaarWI100/mSE11ZhejtangUniv5.00kV3.05000x铸造CoCrMoC合金铸态组织的金相和SEM照片

铸造CoCrMoC合金的铸态组织由面心立方Co基体（ g 相）和 均匀分布在基体上的碳化物相组成，1200oC以上温度固溶处理才 能使碳化物溶入基体，使合金的耐磨性发生明显变化。900oC以下 时效处理发生等温g-e马氏体相变，逐渐转变为密排立方的e马氏 体，但对合金的耐磨性能无明显影响。 铸造CoCrMoC合金铸态组织的金相和SEM照片

(b球状碳化物DetWDAcc.VSpotMaqn10umSE5.00kV3.05000x11.0ZhejiangUnivCoCrMoC合金1300℃1h固溶处理后的SEM照片显示碳化物溶解和球化

CoCrMoC合金1300℃1h固溶处理后的SEM照片 显示碳化物溶解和球化

SpotMaanDetWI100um10.0kV3.040000xSE9.2Zhojiang UnivCoCrMoC合金1200℃1h，800℃2hCoCrMoC合金1200℃1h固溶800℃2h时效处理试样的金相照片，显示时效试样细小碳化物的SEM照片片状马氏体组织

CoCrMoC合金1200℃1h，800℃2h 时效处理试样的金相照片，显示 片状马氏体组织 CoCrMoC合金1200℃1h固溶800℃2h 时效试样细小碳化物的SEM照片

100/m100mmba(b)锻造CoNiCrMo合金化学腐蚀后的金相照片：（a）锻造态；800℃再结晶退火0.5h：显示在结晶尚未开始

a b 锻造CoNiCrMo合金化学腐蚀后的金相照片：（a）锻造态；（b） 800℃再结晶退火0.5h；显示在结晶尚未开始

100um锻造CoNiCrMo合金经1000℃再结晶退火0.5h后，化学腐蚀后的金相照片

锻造CoNiCrMo合金经1000℃再结晶退火0.5h后，化学腐蚀后的金相照片

I100μm锻造CoNiCrMo合金经1200℃再结晶退火0.5h+800℃时效2h，化学腐蚀后的金相照片

锻造CoNiCrMo合金经1200℃再结晶退火0.5h + 800℃时效2h ，化学腐 蚀后的金相照片