ASTM F136 reçoit la plus grande attention dans le domaine du titane médical, mais les plans d'implants citent régulièrement deux spécifications adjacentes sur lesquelles les acheteurs disposent de beaucoup moins de documentation : ASTM F1472, qui couvre le Ti-6Al-4V à teneur standard en éléments interstitiels pour les implants chirurgicaux, et ASTM F620, qui couvre les pièces forgées fabriquées à partir de matière en titane de qualité implant. Ce guide présente ce que chacune couvre, en quoi F1472 diffère de F136, et le détail qui complique les commandes : le numéro UNS d'une pièce forgée suit la chaîne de spécifications selon laquelle elle est fabriquée. Il est rédigé pour l'approvisionnement en matériaux ; la qualification des dispositifs et l'approbation réglementaire relèvent du fabricant du dispositif et sont hors du champ de ce guide.
Ce que couvre ASTM F1472
ASTM F1472 est la spécification pour implants chirurgicaux applicable au Ti-6Al-4V corroyé aux limites d'interstitiels standard, UNS R56400, soit le même alliage et le même numéro UNS que ceux utilisés pour le Grade 5 industriel. La distinction pour les implants réside dans le domaine d'application et les exigences d'acceptation, et non dans un nouveau nom d'alliage : F1472 couvre la bande, la tôle, la plaque, la barre, la barre de forge et le fil, produits par fusions multiples, avec des exigences de microstructure relevant du domaine des implants auxquelles un certificat ASTM B348 Grade 5 général ne répond pas.
| Spécification | Alliage | UNS | Teneur en interstitiels | Domaine d'application |
|---|---|---|---|---|
| ASTM B348 Grade 5 | Ti-6Al-4V | R56400 | Norme | Barre et billette industrielles |
| ASTM F1472 | Ti-6Al-4V | R56400 | Norme | Implants chirurgicaux, formes corroyées |
| ASTM F136 | Ti-6Al-4V ELI | R56401 | Très faible | Implants chirurgicaux, formes corroyées |
L'interprétation pratique est simple : F1472 et B348 partagent la composition chimique et le UNS, mais non le domaine d'application ; F1472 et F136 partagent le domaine des implants, mais non la limite maximale d'interstitiels ni le UNS. Si le plan exige F1472, le certificat doit citer F1472 plutôt qu'une norme Grade 5 générale. Pour une comparaison rapide côté acheteur entre les nuances d'alliage pour implants, voir le guide de référence rapide F136 par rapport à F67.
F1472 par rapport à F136 : interstitiels standard par rapport à ELI
Les deux normes couvrent le Ti-6Al-4V corroyé destiné aux implants chirurgicaux. F136 est la version ELI, UNS R56401, avec des limites plus strictes pour l'oxygène et les autres éléments interstitiels, ce qui réduit légèrement la résistance maximale au profit d'une ténacité à la rupture, d'une ductilité et d'une tolérance aux dommages supérieures. F1472 conserve les limites d'interstitiels standard du Grade 5 et la limite supérieure de résistance plus élevée qui en découle. Le choix de la nuance à utiliser pour un dispositif relève d'une décision de conception et de réglementation prise par le fabricant du dispositif ; le rôle du fournisseur est de certifier le métal selon la norme indiquée sur la commande. Les détails approfondis concernant l'approvisionnement ELI figurent dans notre Guide des barres ELI ASTM F136.
| Norme | Ce que le guide indique |
|---|---|
| ASTM F136 | La version ELI, UNS R56401, avec des limites plus strictes pour l'oxygène et les autres éléments interstitiels, qui échange une légère part de résistance maximale contre une ténacité à la rupture, une ductilité et une tolérance aux dommages supérieures |
| ASTM F1472 | Conserve les limites interstitielles standard du Grade 5 et le plafond de résistance plus élevé qui les accompagne |
Ce que couvre ASTM F620 et pourquoi le numéro UNS dépend de la spécification source
ASTM F620 est la spécification applicable aux pièces forgées en alliage de titane destinées aux implants chirurgicaux à l'état alpha-bêta. Elle ne définit pas un nouvel alliage. Elle couvre plutôt les pièces forgées fabriquées à partir de matériau pour implants déjà conforme à l'une des spécifications médicales de produits corroyés : F136 Ti-6Al-4V ELI (UNS R56401), F1472 Ti-6Al-4V (UNS R56400), F1295 Ti-6Al-7Nb (UNS R56700) ou F2066 Ti-15Mo (UNS R58150). La pièce forgée est produite par martelage, pressage, extrusion ou refoulement de la barre ou du fil, puis recuite après forgeage à chaud et soumise aux essais selon l'ensemble des exigences F620.
Le point qui prête à confusion dans les commandes est qu'une pièce forgée F620 conserve le numéro UNS de sa spécification de matériau source. Une pièce forgée fabriquée selon F620 à partir de matière F136 reste UNS R56401 ; une pièce forgée fabriquée selon F620 à partir de matière F1472 reste R56400. Cela diffère d'ASTM B381, où la pièce forgée industrielle Grade F-23 utilise UNS R56407. Ces numéros ne sont pas contradictoires ; ils appartiennent à des chaînes de spécifications différentes, et le certificat doit correspondre à la chaîne exigée par le plan. Pour le parcours produit des pièces forgées, voir nos pièces forgées en titane pour implants de hanche page.
| Spécification du matériau source | UNS conservé par la pièce forgée F620 |
|---|---|
| ASTM F136 Ti-6Al-4V ELI | R56401 |
| ASTM F1472 Ti-6Al-4V | R56400 |
| ASTM F1295 Ti-6Al-7Nb | R56700 |
| ASTM F2066 Ti-15Mo | R58150 |
Éléments à indiquer dans une demande concernant F1472 ou F620
Le certificat et la traçabilité ont autant de poids que le métal dans une commande destinée à la chaîne des implants. Une demande de prix claire doit indiquer la spécification et la nuance, la spécification du matériau source pour les pièces forgées, la forme et les dimensions avec tolérances, l'état et la surface, ainsi que toute exigence d'essai ou de microstructure allant au-delà de la norme de base. Si la commande doit provenir d'une usine appliquant un système qualité médical, indiquez-le dans la demande de prix afin que la chaîne documentaire soit alignée avant l'émission de l'offre.
| Champ d'une demande concernant F1472 ou F620 | Détail |
|---|---|
| Spécification et nuance | ASTM F1472 Ti-6Al-4V (UNS R56400), ou ASTM F620 avec la spécification du matériau source indiquée. |
| Forme et dimensions | barre, plaque, fil ou ébauche de pièce forgée selon plan, avec tolérances indiquées. |
| État et surface | recuit ; décalaminé, rectifié, usiné, pelé ou poli selon les besoins. |
| Périmètre des essais | composition chimique incluant les interstitiels, propriétés de traction et, pour les pièces forgées, dureté, allongement et striction lorsque le plan les exige. |
| Traçabilité | numéro de coulée lié à une seule fusion, avec documentation selon EN 10204 3.1. |
Beiyu fournit des barres, plaques, fils et ébauches de pièces forgées en titane destinés à la chaîne des implants, selon la spécification citée sur la commande, avec des certificats de réception 3.1 selon EN 10204 et une traçabilité par numéro de coulée selon le périmètre de la commande. La liste générique des champs figure dans notre liste de contrôle de demande de prix pour barre en titane, et une vision plus large de la manière dont le titane de qualité implant est spécifié et acheté figure dans le guide sur le titane pour implants médicaux.
FAQ
ASTM F1472 est-il identique au titane Grade 5 ?
Sur le plan chimique, oui : F1472 couvre le Ti-6Al-4V aux limites d'interstitiels standard sous UNS R56400, soit le même numéro UNS que le Grade 5 industriel. La différence réside dans le domaine d'application. F1472 est une spécification pour implants chirurgicaux comportant des exigences de microstructure et de contrôle applicables aux implants auxquelles un certificat B348 Grade 5 industriel ne répond pas.
Quelle est la différence entre ASTM F1472 et F136 ?
Les deux couvrent le Ti-6Al-4V corroyé destiné aux implants chirurgicaux. F136 est la version ELI, UNS R56401, avec des limites d'interstitiels plus strictes pour la ténacité à la rupture et la tolérance aux dommages. F1472 est la version à interstitiels standard, UNS R56400, avec la limite supérieure de résistance associée à la composition chimique Grade 5.
Quel numéro UNS possède une pièce forgée ASTM F620 ?
Le numéro UNS de sa spécification de matériau source. Les pièces forgées F620 fabriquées à partir de matière F136 conservent R56401 ; les pièces forgées fabriquées à partir de matière F1472 conservent R56400. Cela diffère d'ASTM B381, où la pièce forgée industrielle Grade F-23 utilise R56407.
La même pièce forgée Ti-6Al-4V ELI peut-elle être R56401 dans une commande et R56407 dans une autre ?
Deux pièces forgées présentant la même composition chimique ELI nominale peuvent porter des numéros UNS différents, car ces numéros appartiennent à des chaînes de normes différentes : la chaîne médicale F620 sur F136 conserve R56401, tandis que la chaîne industrielle ASTM B381 Grade F-23 utilise R56407. Faites correspondre le certificat à la chaîne de spécifications du plan.
Quelle marge un numéro de coulée documenté laisse par rapport aux minima de F1472
F1472 fixe des minima. Un acheteur qui la spécifie souhaite savoir ce que le matériau de production fournit réellement par rapport à ceux-ci, et si plusieurs diamètres produits à partir du même numéro de coulée présentent un comportement cohérent. Les chiffres ci-dessous proviennent d'un numéro de coulée documenté, fondu trois fois, qui a été transformé en quatre lots de barres et recuit à 750 °C pendant une heure avec refroidissement à l'air. Chaque lot a été testé séparément par un laboratoire indépendant d'essais sur titane.
| Lot issu du même numéro de coulée | Diamètre | Rm MPa | Rp0,2 MPa | Allongement A % | Réduction de section Z % | Hydrogène % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Lot A | Φ7,5 mm | 961 | 897 | 15.5 | 42 | 0.0021 |
| Lot B | Φ8,5 mm | 1049 | 1012 | 14.5 | 48 | 0.0028 |
| Lot C | Φ10,5 mm | 1082 | 1014 | 14.5 | 49 | 0.0022 |
| Lot D | Φ12 mm | 1016 | 948 | 17.5 | 55 | 0.0022 |
| Limites de référence ASTM F1472 | limites de référence appliquées dans les rapports | 860 | 795 | 10 | 25 | ≤0.015 |
Deux caractéristiques de ce tableau méritent l'attention d'un ingénieur. La première est l'écart : la résistance à la traction allait de 961 à 1082 MPa sur quatre diamètres prélevés d'une même coulée. Quatre résultats n'établissent pas la raison, il convient donc de considérer cette plage comme la variation observée entre les diamètres plutôt que comme un effet expliqué. La seconde est que la résistance et la ductilité n'évoluent pas ensemble sur les quatre lots, ce qui est un rappel utile lors de la lecture de tout certificat couvrant plusieurs diamètres : le résultat de traction le plus élevé et l'allongement le plus élevé provenaient de lots différents.
L'hydrogène des quatre lots se situait entre 0.0021 et 0.0028 pour cent, contre un plafond de 0.015 pour cent, de sorte que le matériau a utilisé moins d'un cinquième de la marge autorisée. La composition chimique du lingot a été analysée à la fois en tête et en pied de lingot, ce qu'il est utile de préciser dans une demande de prix, car un seul point d'échantillonnage renseigne moins un acheteur sur un grand lingot que deux points.
Interprétez ces chiffres comme des résultats issus de matériau de production documenté, et non comme des valeurs typiques ni comme un niveau que chaque numéro de coulée reproduira. Ils montrent ce que le procédé a produit sur le matériau testé. Demandez lors de la demande de prix quels documents justificatifs sont disponibles pour le matériau proposé, car le périmètre documentaire et toute occultation sont convenus au cas par cas plutôt que publiés ici.
Ce qui est examiné sur une barre de nuance implantaire, et selon quelle couverture
Pour un matériau implantaire, la question est rarement de savoir si un contrôle a été réalisé. Elle est de savoir s'il a été réalisé sur l'ensemble du lot ou sur un échantillon, et par rapport à quelle classe d'acceptation. La couverture est donc indiquée sous forme de colonne plutôt que d'adjectif.
| Vérification | Couverture | Ce qu’elle fixe |
|---|---|---|
| Détection de défauts par ultrasons | 100 pour cent du lot | Discontinuités internes par rapport à la classe d'acceptation indiquée dans la commande |
| Courants de Foucault | 100 pour cent du lot | Discontinuités de surface et proches de la surface |
| Contrôle optique de surface | 100 pour cent du lot | État de surface visible sur toute la longueur |
| Mesure du diamètre par laser infrarouge | 100 pour cent du lot | Diamètre sur toute la longueur, et non un contrôle ponctuel aux extrémités |
| Rectitude | 100 pour cent du lot | Flèche par rapport à la valeur publiée sur une longueur entre repères indiquée |
Il s'agit des contrôles effectués selon la filière de précision proposée, examinés comme une capacité de production plutôt que proposés comme une déclaration de stock. Lorsqu'une commande exige une classe d'acceptation plus stricte ou un examen supplémentaire, cela doit figurer dans le texte de la commande et être examiné avant le chiffrage de la demande.
Les champs documentaires qu'une demande relative à un matériau implantaire devrait fixer à l'avance
| Champ | Position de Beiyu |
|---|---|
| Type de certificat | certificat de réception EN 10204 3.1 |
| Traçabilité | Numéro de coulée, reporté jusqu'aux pièces livrées |
| Périmètre des informations rapportées | Défini par la commande, raison pour laquelle la commande devrait le préciser |
| Procédé de fusion | Triple fusion sous vide pour les nuances médicales, indiquée sur la commande |
| Condition de livraison | Indiqué séparément de l'état de surface |
Un certificat indique ce que la commande a demandé. Lorsque le périmètre de rapport n'a jamais été indiqué, un document entièrement conforme peut néanmoins répondre à moins que ce que le contrôle à réception attend.
Détails des spécifications avec sources
Les valeurs mécaniques et interstitielles sont le point où ASTM F1472 et ASTM F136 se distinguent sur le papier. ASTM F1472 conserve les plafonds d'éléments interstitiels du Grade 5 standard et exige que le produit corroyé recuit atteigne une résistance à la traction ultime de 930 MPa et une limite d'élasticité de 860 MPa, tandis qu'ASTM F136 plafonne l'oxygène à 0,13 pour cent et fixe les minimums à l'état recuit pour les sections de barres standard à 860 MPa en traction ultime et 795 MPa en limite d'élasticité, sacrifiant environ 70 MPa de résistance au profit de la ténacité à la rupture. Ces deux ensembles d'exigences, et non le nom d'alliage commun, sont ceux dont hérite une pièce forgée F620 de sa spécification source.
Beiyu Titanium propose l'extrémité forgée de cette chaîne selon ASTM F136 et ISO 5832-3, avec des disques forgés à chaud de 50 à 2000 mm de diamètre extérieur pour une épaisseur de 20 à 500 mm et des blocs forgés de 50 à 600 mm, fournis avec une surface tournée à l'état forgé ou recuit. Pour une demande F620, la pratique de Beiyu consiste à demander laquelle des quatre spécifications sources est suivie par le plan avant de formuler une offre, car le disque ou le bloc est certifié selon les limites de ce document et la réponse modifie le périmètre des essais sur le certificat.
Demander une offre pour du titane destiné à la chaîne des implants
Pour établir une offre de titane selon ASTM F1472 ou F620, Beiyu a besoin de la spécification et de la nuance avec le numéro UNS, de la spécification du matériau source pour les pièces forgées, de la forme et des dimensions avec tolérances, de l'état et de la surface, de la quantité, de l'étendue des essais ou de la microstructure, ainsi que du type de certificat. Envoyez le plan ou la spécification et nous examinons chaque ligne par rapport aux capacités de l'usine avant d'établir l'offre, avec une documentation selon EN 10204 3.1 et une traçabilité par numéro de coulée selon le périmètre de la commande. Contactez Beiyu Titanium pour une demande de prix.