Титан и его сплавы

Титановые сплавы имеют низкую плотность и сочетают высокую прочность с хорошей пластичностью и жаропрочностью. Кроме того, они обладают высокой коррозионной стойкостью, поскольку, как и алюминий, на поверхности быстро покрываются плотной оксидной пленкой.

Эффективному использованию титановых сплавов для изготовления большинства медицинских инструментов препятствуют их невысокая твердость, низкая износостойкость, недостаточная устойчивость в средах, содержащих пероксид водорода, низкие упругие свойства и релаксационная стойкость.

А также пониженное сопротивление малоцикловой усталости, относительно низкие (по сравнению с мартеновскими сталями) пределы прочности и текучести, значительный разброс механических характеристик в сплавах одного и того же химического состава в зависимости от режимов деформации и термической обработки, тенденция к образованию окалины, газонасыщению.

В результате легирования титановых сплавов можно получить нужный комплекс свойств. Хотя почти все элементы могут взаимодействовать с титаном, чаще всего титановые сплавы легируют алюминием (1,5–7,0%), который увеличивает прочность и жаропрочность титановых сплавов.

При его наличии в сплавах несколько уменьшается вредное влияние водорода. Кроме того, он увеличивает их термическую стабильность.

Одновременное введение нескольких легирующих элементов (Al, Mn, Mo, V, Zr и др.)  позволяет получать еще  более высокие  механические  свойства. Для повышения износостойкости титановых сплавов их подвергают цементации или азотированию.

Исторически сложилась система маркировки титановых сплавов, отражающая наименование организации-разработчика и порядковый номер разработки сплава: марка ВТ означает «ВИАМ титанc, затем следует порядковый номер сплава; ОТ означает «Опытный титанc — сплавы, разработанные совместно ВИАМом и заводом ВСМПО (г. Верхняя Салда, Свердловской области); ПТ означает «Прометей титанc — разработчик ЦНИИ КМ («Прометейc, г. Санкт-Петербург).

Иногда после марки сплава добавляют буквы: «Уc —улучшенный, «Мc — модифицированный, «Иc — специального назначения, «Лc — литейный сплав, «Вc — сплав, где марганец заменен эквивалентным количеством ванадия. Основные марки сплавов, выпускаемые отечественной промышленностью, указаны в  ОСТ 90013-81.

Из  указанных там сплавов в медицине чаще всего применяют титановые сплавы марок ВТ1, ВТ6 и ВТ16 для изготовления имплантантов, микроинструментов и инструментов для ультразвуковой диагностики.