ASTM F136 riceve la maggior parte dell'attenzione nel settore del titanio per uso medicale, ma i disegni degli impianti citano regolarmente due specifiche affini sulle quali gli acquirenti hanno molto meno materiale da consultare: ASTM F1472, che riguarda il Ti-6Al-4V con contenuto standard di elementi interstiziali per impianti chirurgici, e ASTM F620, che riguarda i pezzi forgiati ottenuti da semilavorati di titanio per impianti. Questa guida illustra l'ambito di ciascuna, le differenze tra F1472 e F136 e il dettaglio che crea problemi negli ordini d'acquisto: il numero UNS di un pezzo forgiato segue la catena di specifiche secondo cui viene prodotto. È destinata all'approvvigionamento dei materiali; la qualifica del dispositivo e l'approvazione regolamentare spettano al fabbricante del dispositivo ed esulano da questo ambito.
Ambito di applicazione di ASTM F1472
ASTM F1472 è la specifica per impianti chirurgici relativa al Ti-6Al-4V lavorato per deformazione plastica con limiti standard degli elementi interstiziali, UNS R56400, la stessa lega e lo stesso numero UNS utilizzati per il Grade 5 industriale. La distinzione per gli impianti risiede nell'ambito di applicazione e nei requisiti di accettazione, non in una nuova denominazione della lega: F1472 riguarda nastro, lamiera sottile, lamiera spessa, barra, barra da forgiare e filo, prodotti mediante fusioni multiple, con requisiti microstrutturali per impianti che un certificato generico ASTM B348 Grade 5 non contempla.
| Specifica | Lega | UNS | Tenore di elementi interstiziali | Campo di applicazione |
|---|---|---|---|---|
| ASTM B348 Grade 5 | Ti-6Al-4V | R56400 | Norma | Barra e billetta per uso industriale |
| ASTM F1472 | Ti-6Al-4V | R56400 | Norma | Impianti chirurgici, forme lavorate per deformazione plastica |
| ASTM F136 | Ti-6Al-4V ELI | R56401 | Extra basso | Impianti chirurgici, forme lavorate per deformazione plastica |
L'interpretazione pratica è semplice: F1472 e B348 condividono composizione chimica e UNS, ma non l'ambito di applicazione; F1472 e F136 condividono l'ambito degli impianti, ma non il limite massimo degli elementi interstiziali o l'UNS. Se il disegno richiede F1472, il certificato deve citare F1472 anziché una norma generica per Grade 5. Per un confronto rapido tra i gradi in lega per impianti dal punto di vista degli acquirenti, consultare il riferimento di Beiyu riferimento rapido F136 e F67 a confronto.
F1472 e F136 a confronto: contenuto standard di elementi interstiziali ed ELI
Entrambe le norme riguardano il Ti-6Al-4V lavorato per deformazione plastica per impianti chirurgici. F136 è la versione ELI, UNS R56401, con limiti più restrittivi per l'ossigeno e gli altri elementi interstiziali, che sacrifica una piccola parte della resistenza massima a favore di una maggiore tenacità a frattura, duttilità e tolleranza al danneggiamento. F1472 mantiene i limiti standard degli elementi interstiziali del Grade 5 e il limite superiore di resistenza più elevato che ne deriva. La scelta per un dispositivo è una decisione progettuale e regolamentare del fabbricante del dispositivo; il compito del fornitore è certificare il metallo secondo la norma indicata nell'ordine. I dettagli più approfonditi sulla fornitura ELI sono nella nostra guida alle barre ELI ASTM F136.
| Norma | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| ASTM F136 | La versione ELI, UNS R56401, con limiti più restrittivi per ossigeno e altri elementi interstiziali, che sacrifica una piccola parte della resistenza massima per ottenere maggiore tenacità a frattura, duttilità e tolleranza al danno |
| ASTM F1472 | Mantiene i limiti standard degli interstiziali di Grade 5 e il maggiore limite superiore di resistenza che ne deriva |
Ambito di applicazione di ASTM F620 e motivo per cui il numero UNS dipende dalla specifica del materiale di partenza
ASTM F620 è la specifica per pezzi forgiati in lega di titanio per impianti chirurgici nella condizione alfa-beta. Non definisce una nuova lega. Riguarda invece pezzi forgiati ottenuti da materiale per impianti già conforme a una delle specifiche per materiali medicali lavorati per deformazione plastica: F136 Ti-6Al-4V ELI (UNS R56401), F1472 Ti-6Al-4V (UNS R56400), F1295 Ti-6Al-7Nb (UNS R56700) o F2066 Ti-15Mo (UNS R58150). Il pezzo forgiato viene prodotto mediante martellatura, pressatura, estrusione o ricalcatura della barra o del filo, quindi ricotto dopo la forgiatura a caldo e sottoposto a prove secondo l'insieme dei requisiti F620.
L'aspetto che crea confusione negli ordini è che un pezzo forgiato F620 mantiene il numero UNS della specifica del materiale di partenza. Un pezzo forgiato prodotto secondo F620 da semilavorati F136 rimane UNS R56401; un pezzo forgiato prodotto secondo F620 da semilavorati F1472 rimane R56400. Questo differisce da ASTM B381, dove il pezzo forgiato industriale Grade F-23 utilizza UNS R56407. I numeri non sono in conflitto; appartengono a catene di specifiche diverse e il certificato deve corrispondere alla catena richiesta dal disegno. Per il processo produttivo dei pezzi forgiati dal punto di vista del prodotto, consultare i nostri pezzi forgiati di titanio per impianti d'anca pagina.
| Specifica del materiale di origine | UNS mantenuto dal pezzo forgiato 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 |
Cosa indicare in una richiesta per F1472 o F620
Il certificato e la tracciabilità hanno lo stesso peso del metallo in un ordine destinato alla filiera degli impianti. Una richiesta di offerta chiara dovrebbe indicare la specifica e il grado, la specifica del materiale di partenza per i pezzi forgiati, la forma e le dimensioni con le tolleranze, la condizione e la superficie, nonché eventuali requisiti di prova o microstrutturali aggiuntivi rispetto alla norma di base. Se l'ordine deve provenire da uno stabilimento produttore che opera nell'ambito di un sistema qualità medicale, indicarlo nella richiesta di offerta affinché la catena documentale sia allineata prima dell'emissione dell'offerta.
| Campo in una richiesta F1472 o F620 | Dettaglio |
|---|---|
| Specifica e grado | ASTM F1472 Ti-6Al-4V (UNS R56400), oppure ASTM F620 con indicazione della specifica del materiale di partenza. |
| Forma e dimensioni | barra, lamiera spessa, filo o semilavorato da forgiare secondo disegno, con indicazione delle tolleranze. |
| Stato e superficie | ricotto; disincrostato, rettificato, lavorato meccanicamente, pelato o lucidato secondo necessità. |
| Ambito delle prove | composizione chimica inclusi gli elementi interstiziali, proprietà a trazione e, per i pezzi forgiati, durezza, allungamento e strizione quando richiesti dal disegno. |
| Tracciabilità | numero di colata associato a una singola fusione, con documentazione EN 10204 3.1. |
Beiyu fornisce barre, lamiere spesse, fili e semilavorati da forgiare in titanio per la filiera degli impianti secondo la specifica citata nell'ordine, con certificati di collaudo 3.1 secondo EN 10204 e tracciabilità tramite il numero di colata in base all'ambito dell'ordine. L'elenco generico dei campi è nella nostra lista di controllo per la richiesta di offerta di barre di titanio, e la panoramica più ampia su come viene specificato e acquistato il titanio per impianti è nella guida al titanio per impianti medicali.
FAQ
ASTM F1472 corrisponde al titanio Grade 5?
Dal punto di vista chimico sì: F1472 riguarda il Ti-6Al-4V con limiti standard degli elementi interstiziali secondo UNS R56400, lo stesso numero UNS del Grade 5 industriale. La differenza è nell'ambito di applicazione. F1472 è una specifica per impianti chirurgici con requisiti di microstruttura e controllo per impianti che un certificato industriale B348 Grade 5 non contempla.
Qual è la differenza tra ASTM F1472 e F136?
Entrambe riguardano il Ti-6Al-4V lavorato per deformazione plastica per impianti chirurgici. F136 è la versione ELI, UNS R56401, con limiti più restrittivi degli elementi interstiziali per la tenacità a frattura e la tolleranza al danneggiamento. F1472 è la versione con contenuto standard di elementi interstiziali, UNS R56400, con il limite superiore di resistenza più elevato associato alla composizione chimica del Grade 5.
Quale numero UNS ha un pezzo forgiato ASTM F620?
Il numero UNS della specifica del materiale di partenza. I pezzi forgiati F620 ottenuti da semilavorati F136 mantengono R56401; i pezzi forgiati ottenuti da semilavorati F1472 mantengono R56400. Questo differisce da ASTM B381, dove il pezzo forgiato industriale Grade F-23 utilizza R56407.
Lo stesso pezzo forgiato Ti-6Al-4V ELI può essere R56401 in un ordine e R56407 in un altro?
Due pezzi forgiati con la stessa composizione chimica nominale ELI possono riportare numeri UNS diversi perché i numeri appartengono a catene normative diverse: la catena medicale F620 basata su F136 mantiene R56401, mentre la catena industriale ASTM B381 Grade F-23 utilizza R56407. Far corrispondere il certificato alla catena di specifiche del disegno.
Quanto margine ha mantenuto una colata documentata rispetto ai minimi F1472
F1472 fissa dei minimi. Un acquirente che la specifica vuole sapere cosa fornisce effettivamente il materiale di produzione rispetto a tali minimi e se diversi diametri prodotti dalla stessa colata si comportano in modo coerente. I valori seguenti provengono da una colata documentata a tripla fusione, trasformata in quattro lotti di barre e ricotta a 750 °C per un'ora con raffreddamento in aria. Ogni lotto è stato provato separatamente da un laboratorio indipendente di prove sul titanio.
| Lotto della stessa colata | Diametro | Rm MPa | Rp0,2 MPa | Allungamento A % | Strizione Z % | Idrogeno % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Lotto A | Φ7,5 mm | 961 | 897 | 15.5 | 42 | 0.0021 |
| Lotto B | Φ8,5 mm | 1049 | 1012 | 14.5 | 48 | 0.0028 |
| Lotto C | Φ10,5 mm | 1082 | 1014 | 14.5 | 49 | 0.0022 |
| Lotto D | Φ12 mm | 1016 | 948 | 17.5 | 55 | 0.0022 |
| Limiti di riferimento ASTM F1472 | limiti di riferimento applicati nei rapporti | 860 | 795 | 10 | 25 | ≤0.015 |
Due caratteristiche di quella tabella meritano l'attenzione di un ingegnere. La prima è l'intervallo: la resistenza a trazione va da 961 a 1082 MPa in quattro diametri prelevati dalla stessa colata. Quattro risultati non ne stabiliscono il motivo, quindi l'intervallo va trattato come variazione osservata tra diametri anziché come effetto spiegato. La seconda è che resistenza e duttilità non si muovono insieme nei quattro lotti, un utile promemoria nella lettura di qualsiasi certificato multidiametro: il massimo risultato di trazione e il massimo allungamento provengono da lotti diversi.
L'idrogeno nei quattro lotti era compreso tra 0.0021 e 0.0028 per cento rispetto a un limite massimo di 0.015 per cento, quindi il materiale utilizzava meno di un quinto del valore consentito. La composizione chimica del lingotto è stata analizzata sia in testa sia al piede, un aspetto che conviene indicare in una richiesta perché un solo punto di campionamento fornisce all'acquirente meno informazioni su un grande lingotto rispetto a due.
Leggere questi dati come risultati di materiale di produzione documentato, non come valori tipici né come un livello che ogni colata ripeterà. Mostrano ciò che il ciclo ha prodotto sul materiale sottoposto a prova. Chiedere in fase di richiesta quali documenti di supporto siano disponibili per il materiale oggetto dell'offerta, poiché l'ambito documentale ed eventuali oscuramenti vengono concordati caso per caso anziché pubblicati qui.
Cosa viene esaminato sulla barra di grado per impianti e con quale copertura
Per il materiale per impianti la domanda è raramente se sia stato eseguito un controllo. È se sia stato eseguito sull'intero lotto o su un campione e secondo quale classe di accettazione. La copertura viene quindi indicata in una colonna anziché mediante un aggettivo.
| Verifica | Copertura | Cosa definisce |
|---|---|---|
| Rilevamento dei difetti a ultrasuoni | 100 per cento del lotto | Discontinuità interne rispetto alla classe di accettazione indicata nell'ordine |
| Correnti indotte | 100 per cento del lotto | Discontinuità superficiali e subsuperficiali |
| Controllo ottico della superficie | 100 per cento del lotto | Condizione superficiale visibile lungo tutta la lunghezza |
| Misura del diametro con laser a infrarossi | 100 per cento del lotto | Diametro lungo tutta la lunghezza, non un controllo puntuale alle estremità |
| rettilineità | 100 per cento del lotto | Curvatura rispetto al valore pubblicato su una lunghezza di riferimento dichiarata |
Questi sono i controlli eseguiti nel processo di precisione oggetto dell'offerta, considerati come capacità produttiva rispetto alla quale valutare la richiesta anziché offerti come dichiarazione di disponibilità a magazzino. Quando un ordine richiede una classe di accettazione più restrittiva o un esame aggiuntivo, tale requisito va riportato nel testo dell'ordine d'acquisto e viene verificato prima di formulare il prezzo della richiesta.
I campi documentali che una richiesta di materiale per impianti dovrebbe definire in anticipo
| Campo | Posizione di Beiyu |
|---|---|
| Tipo di certificato | certificato di collaudo 3.1 secondo EN 10204 |
| Tracciabilità | Numero di colata, mantenuto fino ai pezzi consegnati |
| Ambito di rendicontazione | Definito dall'ordine, motivo per cui l'ordine dovrebbe indicarlo |
| Percorso di fusione | Tripla fusione sotto vuoto per i gradi medicali, indicata nell'ordine |
| Stato di fornitura | Indicato separatamente dalla finitura superficiale |
Un certificato riporta ciò che l'ordine ha richiesto. Quando l'ambito dei risultati da riportare non è mai stato indicato, un documento pienamente conforme può comunque rispondere meno di quanto atteso dal controllo in accettazione.
Dettagli delle specifiche con fonti
I valori meccanici e degli interstiziali sono ciò per cui ASTM F1472 e ASTM F136 si distinguono sulla carta. ASTM F1472 mantiene i limiti massimi degli interstiziali di Grade 5 standard e richiede che il prodotto ricotto lavorato plasticamente raggiunga 930 MPa di resistenza a trazione e 860 MPa di carico di snervamento, mentre ASTM F136 limita l'ossigeno a 0,13 per cento e fissa i minimi allo stato ricotto per le sezioni standard di barra a 860 MPa di resistenza a trazione e 795 MPa di carico di snervamento, scambiando circa 70 MPa di resistenza con tenacità alla frattura. Questi due insiemi di requisiti, non il nome condiviso della lega, sono ciò che un pezzo forgiato F620 eredita dalla propria specifica di origine.
Beiyu Titanium formula offerte per la parte forgiata di questa catena secondo ASTM F136 e ISO 5832-3, con dischi forgiati a caldo con diametro esterno da 50 a 2000 mm e spessore da 20 a 500 mm e blocchi forgiati da 50 a 600 mm, forniti con superficie tornita allo stato grezzo di forgiatura o ricotto. Per una richiesta F620, la prassi Beiyu è chiedere prima dell'offerta quale delle quattro specifiche di origine segua il disegno, perché il disco o blocco viene certificato rispetto ai limiti di quel documento e la risposta modifica l'ambito delle prove sul certificato.
Richiedere un'offerta per titanio destinato alla filiera degli impianti
Per formulare un'offerta di titanio secondo ASTM F1472 o F620, Beiyu necessita della specifica e del grado con il numero UNS, della specifica del materiale di partenza per i pezzi forgiati, della forma e delle dimensioni con le tolleranze, della condizione e della superficie, della quantità, dell'ambito delle prove o dei requisiti microstrutturali e del tipo di certificato. Inviare il disegno o la specifica: esaminiamo ogni voce rispetto alle capacità dello stabilimento produttore prima di formulare l'offerta, con documentazione EN 10204 3.1 e tracciabilità tramite il numero di colata in base all'ambito dell'ordine. Contattare Beiyu Titanium per una richiesta di offerta.