316 L İmplant Malzemenin Darbe Davranışına Yapay Vücut Sıvısının ve Düşük Sıcaklıkların Etkisi

Abstract

Ortopedik cerrahi müdahale gerektiren uygulamalarda kemik ve eklem montaj malzemesi olarak implantlar kullanılır. İmplant malzemeler, vücut içinde çalışma koşulları itibari ile diğer metal ve alaşımlar ile karşılaştırıldığında enfekte etki oluşturmaması beklenir. Önceki çalışmalar, implantlarının çatlak ve kırılma hasarlarının montaj sırası ve darbe koşulları altında anlık veya zamanla olduğunu göstermektedir. Düşük sıcaklıklarda çalışan implantların temel hasar mekanizmaları sırasıyla; aşınma, yorulma ve deformasyondur. Düşük sıcaklıklarda ve insan vücudu içinde implantlar, lokal yüksek basınç, aşınma koşullarına ve ısıl koşullara maruz kalmaktadır. İmplant parka malzemeleri, ısıl işlem, yüzey işlemleri, dövme prosesi ve tasarım geometrisi darbe performansını etkilemektedir. Bu tez çalışmasında, implant üretiminde sıkça kullanılan 316 L düşük karbonlu ostenitik paslanmaz çeliğinin düşük sıcaklarda çentik darbe davranışı araştırıldı. Bazı darbe test numuneleri, yapay vücut sıvısına maruz bırakıldıktan sonra test edilerek darbe performansları karşılaştırıldı. Sonuçta, -80 oC den daha düşük ısıl koşullara maruz numunelerde, darbe performansının negatif etkilendiği, yapay vücut sıvısı çözeltisinde bekletilen numunelerin darbe tokluğunun ise benzer darbe davranışı sergilediği görüldü.

The implant materials have the critical working life among the metallic materials. The quantity of implant parts is stated as thousands in surgical applications. The privious scientific research indicated the implants subjected to fatigue and the heaviest failure due to cyclic impacts and loadings. Under impact conditions, fundamental failure mechanisms are mechanic wear, fatigue and over deformation for the implant materials. Notched impact toughness of the 316 L implant materials was compared at ambient and subzero temperatures. In addition, some impact samples are kept into a simulated body fluid and afterwards they were similarly tested. It was concluded that treatment in simulated body fluid process and surface patterns could proportionally make a negative effect on the toughness performance under subzero conditions down from -80 oC.