Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ obróbki cieplnej i obróbki plastycznej na zimno na strukturę i właściwości cienkościennych rurek ze stopu kobaltu do zastosowań medycznych

Marchlewski Paweł

Inżynieria Powierzchni

|

2021

|

nr 3

13--21

PL

W artykule opisano wpływ wieloetapowej obróbki plastycznej na zimno w połączeniu z cykliczną obróbką cieplną na właściwości mechaniczne materiału cienkościennych rurek wykonanych ze stopu kobaltu z gatunku L605. Na przykładzie zdefiniowanego cyklu następujących po sobie naprzemiennie obróbek plastycznych na zimno oraz obróbek cieplnych przedstawiono zachodzące zmiany strukturalne, które mają bezpośredni wpływ na wybrane właściwości wytrzymałościowe. Pokazano, jak na podstawie analizy wpływu zmian strukturalnych możliwe jest przewidywanie lub korygowanie uzyskiwanych właściwości mechanicznych, a także możliwości ustabilizowania poziomu uzyskiwanych wartości Rm oraz HV.

EN

The article describes the effect of multi-stage cold working in combination with cyclic heat treatment on the mechanical properties of the material of thin-walled tubes made of cobalt L605 alloy. On the example of a defined cycle of alternating cold working and heat treatments, the ongoing structural changes having a direct impact on the selected strength properties are shown. It has been shown how, on the basis of the analysis of the impact of structural changes, it is possible to predict or correct the obtained mechanical properties as well as the possibility of stabilizing the level of the obtained values Rm and HV.

2

Corrosion Resistance and Microstructure of Recasting Cobalt Alloys Used in Dental Prosthetics

Loch J., Krzykała A., Łukaszczyk A., Augustyn-Pieniążek J.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 2

63--68

EN

The work presents the results of the studies of Co-Cr-Mo casting alloys used in the production of frame casts of removable dentures, crowns and bridges in dental prosthetics. The studies were performed on four Co-Cr-Mo alloys of different contents of Mo, W and other additives. Electrochemical tests were performed, which aimed at examining the corrosion resistance of the alloys and observing the alloy structure after chronoamperometric tests with the potential in the area of the occurrence of the passive layer breakpoint. The alloy microstructure images after chronoamperometric tests show the presence of non-uniformly distributed general corrosion. Moreover, a project of cobalt alloy casting was elaborated using a ceramic mold casting. Additionally, analysis of the obtained microstructure was performed. The microstructure of the examined alloys was of the dendrite type. This microstructure was chemically inhomogeneous and consisted of an austenitic matrix formed by a solid cobalt solution and chromium in the core dendritic structure.

3

Structure and corrosion resistance of Co-Cr-Mo alloy used in Birmingham Hip Resurfacing system

Dobruchowska E., Paziewska M., Przybyl K., Reszka K.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 2

31--39

EN

The endoprostheses made of cobalt-chromium-molybdenum (Co-Cr-Mo) alloys belong to the group of the most popular metallic implants used for hip joints reconstruction. For such biomaterials, the primary goal is correct and long-term functioning in the aggressive environment of body fluids. Therefore, the purpose of this study was to examine both the morphology and the corrosion resistance of implants made of the cobalt alloy used in Birmingham Hip Resurfacing (BHR) system (Smith & Nephew). For comparative purposes, the electrochemical studies were done for the nitrided stainless steel – Orthinox. Methods: Observations of the microstructure of the investigated material were performed by means of the optical metallographic microscope and the scanning electron microscope. Furthermore, Energy Dispersive X-ray Spectroscopy was used to analyse the chemical composition of the endoprosthesis. Characterisation and evaluation of electrochemical corrosion resistance of the selected alloys were performed by potentiodynamic polarisation tests. Results: The structural studies confirmed that Co-Cr-Mo (BHR system) is characterised by a typical dendritic microstructure with carbide precipitates, mainly M23C6, within the interdendritic areas. Results of the polarisation measurements showed that the investigated cobalt alloy exhibits lower corrosion potential than Orthinox in the utilised environments (3% NaCl, simulated body fluid – Hank’s Body Fluid). Conclusions: However, the high passivation ability of the Co-Cr-Mo alloy, as well as its resistance to the initiation and propagation of localised corrosion processes, indicate that this material is significantly more appropriate for long-term implants.

4

Wpływ obróbki cieplnej na morfologię przełomów w stopie kobaltu do zastosowań medycznych

Marchlewski P.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 2

14--18

PL

W artykule przedstawiono analizę morfologii przełomów w stopie L605 poddanego różnym wariantom obróbki cieplnej wieloetapowej. Badano wpływ elementów struktury (węgliki) na charakter przełomów. Analizowano przełomy cienkościennych konstrukcji stentów uzyskane poprzez mechaniczne, wymuszone zniszczenie siłą przyłożoną w kierunku osi stentu. Analiza miała charakter porównawczy. Obrazy przełomów uzyskano dzięki zastosowaniu elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM).

EN

The article presents the analysis of the morphology of the fractures in the alloy L605, subjected to different variants of multi-stage heat treatment. The impact of the structural elements (carbides) on the nature of the fractures has been examined. The fractures of thin wall constructions of stents have been analyzed. They have been obtained by mechanical, forced destruction by means of the force applied in the axial direction of the stent. It has been the comparative analysis. The images of the fractures have been obtained thanks to the application of a scanning electron microscope (SEM).

5

Badania tribologiczne stopów kobaltu stosowanych jako biomateriały

Karpiński R., Walczak M., Śliwa J.

Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 1, nr 1-2

17--32

PL

Poniższe opracowanie zawiera informacje dotyczące stopów kobaltu stosowanych w stomatologii oraz medycynie. Praca zawiera przegląd literatury opisujący ogólne właściwości stopów kobaltu. Opisano także wpływ warunków wytwarzania i wykorzystywanych dodatków stopowych na strukturę oraz właściwości mechaniczne tych stopów. W opracowaniu umieszczona została metodyka przeprowadzonych badań oraz uzyskane wyniki. Do badań wybrane zostały dwa stopy na osnowie kobaltu Co-CrMo-W oraz Co-Cr-Ni-Mo. Pierwszy z nich wytworzony został techniką odlewniczą drugi natomiast wyniku obróbki plastycznej. Przeprowadzona została analiza składu chemicznego, a następnie badania tribologiczne in vitro zrealizowane na tribotesterze typu „ball-on-disc”. Przedstawiona została porównawcza charakterystyka tribologiczna tych stopów.

EN

This study provides information about the cobalt alloys used in dentistry and medicine. The work includes a review of the literature describing the general properties of cobalt alloys. In addition it describes the impact of the manufacturing conditions and alloy additives used , on the structure and mechanical properties of these alloys. The research methodology and the results obtained has been presented in the study. Two cobalt-based alloys Co-CrMo-W and Co-Cr-Ni-Mo were selected for the tests. The first one was prepared with the use of casting technique whereas the second was obtained due to plastic forming. An analysis of the chemical composition and in vitro tribological tests with the use of tribotester of "ball-on-disc" type was conducted. Comparative tribological characteristics of these alloys has been presented.

6

Research on resistance to corrosive wear of dental CoCrMo alloy containing post-production strap

Beer-Lech K., Surowska B.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2015

|

Vol. 17, no. 1

90--94

EN

Use of metal base dental prostheses is accompanied by not only wear due to biomechanical loads that occur during the process of chewing, but also by corrosive wear occurring in aggressive oral environment. Corrosive wear of metal elements of prosthesis may result in excluding it from further use by the occurrence of allergic or even carcinogenic reactions in patient, resulting from the release of toxic metal ions into the body. A common practice in prosthetic laboratories used in order to reduce production costs of dental prostheses is using so-called post-production scrap to subsequent castings. This scrap constitute the elements of casting channels, defectively made skeletons of prostheses or metal residues after prosthetic treatment. Use of post-production scrap to manufacture components to fulfill such high performance criteria (presence of complex biomechanical loads), and in particular taking into account the evaluation of biocompatibility, is the subject of discussion not only in the environment of scientists, but also the producers of dental alloys.The aim of the study was to investigate resistance to corrosive wear of dental cobalt alloy containing post-production scrap. The commercial dental alloy Wironit extra-hard with cobalt matrix has been used in this research. The study was based on a conducted polarity by means of potentiodynamic method in a solution of artificial saliva. Tested alloy samples, containing different percentage intake of post-production scrap, were cast by two casting methods - centrifugal and vacuum-pressure. Average values of parameters of Wironit extra – hard alloy resistance to corrosive wear: corrosion potential – Ecor , corrosion current Icor, polarisation resistance Rpol and pitting potential – Epit were determined. In order to assess alloy surface after corrosion microscopic observation was made. The results of research confirm high resistance of alloy to corrosive wear in environment of artificial saliva. Castings made using centrifugal methods provide lower current density in the passive state than those carried out by vacuum – pressure method, which suggests greater durability of passive layer confirmed by analysis of microstructure of samples after corrosion. Determination of correlation between content of post-production scrap and resistance to corrosion is ambiguous.

PL

Eksploatacji stomatologicznych protez na podbudowie metalowej towarzyszy nie tylko zużycie wskutek obciążeń biomechanicznych, występujących podczas procesu żucia, ale również zużycie korozyjne mające miejsce w agresywnym środowisku jamy ustnej. Zużycie korozyjne metalowych elementów protezy skutkować może wyłączeniem jej z dalszego użytkowania wskutek wystąpienia u pacjenta reakcji alergicznych lub nawet kancerogennych, będących rezultatem uwalniania do organizmu toksycznych jonów metali. Częstą praktyką w laboratoriach protetycznych stosowaną w celu obniżania kosztów produkcji protez jest stosowanie tzw. złomu poprodukcyjnego do kolejnych odlewów. Złom ten stanowią elementy kanałów odlewniczych, wadliwie wykonane szkielety protez bądź metalowe pozostałości po obróbce protetycznej. Zastosowanie złomu poprodukcyjnego do wytwarzania elementów mających spełniać tak wysokie kryteria eksploatacyjne (występowanie złożonego stanu obciążeń biomechanicznych), a zwłaszcza biorąc pod uwagę ocenę biokompatybilności otrzymanych wyrobów, jest tematem dyskusyjnym nie tylko w środowisku naukowców, ale również i samych producentów stopów stomatologicznych. Celem pracy było zbadanie odporności na zużycie korozyjne stomatologicznego stopu kobaltu zawierającego złom poprodukcyjny. Do badań zastosowano komercyjny stop stomatologiczny Wironit extra – hard na osnowie kobaltu. Badanie polegało na przeprowadzeniu polaryzacji metodą potencjodynamiczną w środowisku roztworu sztucznej śliny. Próbki stopu poddane badaniu, zawierające różny udział procentowy złomu poprodukcyjnego, odlane zostały dwiema metodami odlewniczymi - odśrodkową i próżniowo-ciśnieniową. Wyznaczono średnie parametrów określających odporność stopu Wironit extra – hard na zużycie korozyjne: potencjał korozji – Ekor, prąd korozji Ikor, opór polaryzacyjny Rpol i potencjał przebicia – Epit. W celu oceny powierzchni stopu po korozji dokonano obserwacji mikroskopowych. Wyniki badań potwierdzają dużą odporność stopu na zużycie korozyjne w środowisku sztucznej śliny. Odlewy wykonane za pomocą metody odśrodkowej cechują się niższą gęstością prądu w stanie pasywnym niż te wykonane metodą próżniowo – ciśnieniową, co sugeruje większą trwałość warstwy pasywnej potwierdzoną analizą mikrostruktury próbek po korozji. Wyznaczenie zależności pomiędzy zawartością złomu poprodukcyjnego a odpornością na korozję jest niejednoznaczne.

7

Microstructure and Functional Properties of Prosthetic Cobalt Alloys CoCrW

Nadolski M., Golański G., Klimas J., Szota M., Szymański J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1999--2003

EN

The material subject to investigation was two commercial alloys of cobalt CoCrW (No. 27 and 28) used in prosthodontics. The scope of research included performing an analysis of microstructure and functional properties (microhardness, wear resistance and corrosion resistance), as well as dilatometric tests. The examined alloys were characterized by diverse properties, which was considerably influenced by the morphology of precipitates in these materials. Alloy No. 27 has a higher corrosion resistance, whereas alloy No. 28 shows higher microhardness, better wear resistance and higher coefficient of linear expansion. Lower value of the expansion coefficient indicates less probability of initiation of a crack in the facing ceramic material.

PL

Badaniu poddano dwa komercyjne stopy kobaltu CoCrW (nr 27 i 28) stosowane w protetyce stomatologicznej. Zakres badań obejmował przeprowadzenie analizy mikrostrukturalnej, właściwości użytkowych (mikrotwardość, odporność na ścieranie i odporność korozyjna) oraz badania dylatometryczne. Badane stopy charakteryzowały się zróżnicowanymi właściwościami na co zasadniczy wpływ miała morfologia wydzieleń w tych materiałach. Stop nr 27 posiada wyższą odporność korozyjną natomiast stop nr 28 wykazuje: wyższą mikrotwardość, lepszą odporność na ścieranie oraz niższy współczynnik rozszerzalności liniowej. Niższa wartość współczynnika rozszerzalności liniowej wskazuje na mniejsze prawdopodobieństwo inicjacji pęknięcia licującego materiału ceramicznego.

8

Corrosion Resistance of Co-Cr-Mo Alloy Used in Dentistry

Łukaszczyk A., Augustyn-Pieniążek J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

523--528

EN

The presented paper studies the effect of the casting technology on the corrosion resistance of Co-Cr-Mo alloy. The investigations were conducted on a commercial alloy with the brand name ARGELOY N.P SPECIAL (Co-Cr-Mo) produced by Argen as well as the same alloy melted and cast by the lost wax casting method performed by a dental technician. The corrosion behavior of the dental alloys in an artificial saliva was studied with the use of the following electrochemical techniques: open circuit potential and voltammetry. After the electrochemical tests, studies of the surface of the examined alloys were performed by means of a scanning electron microscope with an X-ray microanalyzer. The results of the electrochemical studies show that the dependence of the corrosion resistance on the microstructure associated with the recasting process is marginal. The results of the electrochemical studies of the considered alloy clearly point to their good corrosion resistance in the discussed environment.

PL

Zbadano wpływ technologii odlewania na odporność korozyjną stopu Co-Cr-Mo. Badaniom poddano stop komercyjny o nazwie handlowej ARGELOY N.P SPECIAL (Co-Cr-Mo) firmy Argen oraz ten sam stop przetopiony i odlany przez technika dentystycznego metodą traconego wosku. Zachowanie korozyjne badanego stopu w środowisku sztucznej śliny zostało zbadane przy użyciu technik elektrochemicznych: pomiaru potencjału bezprądowego, woltamperometrii cyklicznej. Po przeprowadzeniu badań elektrochemicznych wykonano badania powierzchni badanego stopu przy pomocy elektronowego mikroskopu skaningowego z mikroanalizatorem rentgenowskim. Wyniki badań elektrochemicznych wskazują, że na odporność korozyjną oraz mikrostrukturę stopu proces powtórnego odlania wpływa jedynie w niewielkim stopniu. Wyniki badań elektrochemicznych rozpatrywanego stopu wskazują jednoznacznie na ich dobrą odporność korozyjną w rozpatrywanym środowisku.

9

Influence of Fe and Al addition on corrosion resistance of CoCrMoW alloy

Petka O., Reimann Ł.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2014

|

Vol. 62, nr 1

10--18

EN

Purpose: The aim of this study was to evaluate the influence of alloying additions iron or aluminium on corrosion resistance in artificial saliva solution of a dental cobalt alloy Remanium 2000+ after casting. Design/methodology/approach: Pitting corrosion resistance was evaluated on the basis of anodic polarization curves obtained during electrochemical potentiodynamic polarization tests, which was also performed for samples after one and twelve hours of passivation. Corrosion potential, repassivation potential and corrosion current were picked as an assessment criteria. Findings: Results obtained in the test showed that both alloying additions have a slight influence on the pitting corrosion resistance of the tested alloy. Nevertheless, comparing iron and aluminium additions, corrosion parameters values were better for samples admixed with aluminium. On the basis of microscopic observations it was stated, that tested alloys have the structure with noticeable dendritic segregation. Research limitations/implications: The research was carried out on samples, not on final elements. Tests were carried out in in vitro conditions. Practical implications: Scientific research of cobalt alloys, as materials used for dentures, allows to specify the influence of alloying additions on material properties. It is always important to determine the nature of the impact of a specific element. Originality/value: The aim of the paper is to improve corrosion resistance of Co based alloy by modification of the original chemical composition.

10

Effect of recasting on the useful properties CoCrMoW alloy

Walczak M., Pieniak D., Niewczas A. M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 2

330--336

PL

Przetapianie uprzednio odlanego metalu może spowodować zmianę składu chemicznego nowopowstałego materiału, co w końcowym efekcie może oddziaływać na właściwości użytkowestopu stomatologicznego. Do badań zastosowano stop stomatologiczny CoCrMoW o nazwie handlowej Remanium 2001.Przygotowano 3 grupy stopu stomatologicznego przez zmieszanie 50% fabrycznie nowego stopu ze stopem po poprzednim przetopieniu. Grupę pierwszą odlano w 100% z nowego fabrycznie stopu jako grupę kontrolną (R1). Grupa druga (R2) została odlana z mieszaniny jednakowych ilości nowegostopu oraz stopu odlanego tylko raz. Grupa trzecia (R3) zawierała 50% świeżego stopu oraz stopu odlanego 2 razy.Wykonano analizę mikrostrukturalną oraz składu chemicznego, badania XRD, pomiary twardości, badania tribologiczne oraz badania przyczepności wg ISO 9693.Wykazano, że w odlewaniu należy używać nowego materiału a w przypadku wykorzystania materiału wcześniej używanego należy go wymieszać z materiałem nowym.Wykorzystanie procedury przetapiania może obniżyć koszty odlewów CoCrMoW oraz może być bezpieczne w stomatologii.

EN

Recasting of the previously cast metal can change the chemical composition of the newly formed material, which ultimately could affect the properties of a dental alloy. The research used a dental alloy CoCrMoW trade name Remanium 2001. Three groups of dental alloy were prepared by mixing 50% fresh alloy to alloy remnants from previous castings. The specimens in the first casting group used 100% fresh alloy and served as control (R1). The second group consisted of equal amounts of fresh alloy and alloy remnants cast only once (R2). The third group contained 50% fresh alloy and alloy cast twice (R3). Microstructural analysis was performed and the chemical composition, XRD studies, hardness, and tribological test and the metal–ceramic bond strength was investigated according to ISO9693 standard. New material should be used in casting, and if previously casted material is used, it should be mixed with new material. The use of the recasting procedure can lower the costs of CoCrMoW castings and can be safely in dentistry.

11

Struktura i własności stopów dentystycznych na bazie kobaltu stosowanych do wykonywania protez szkieletowych

Augustyn-Pieniążek J., Łukaszczyk A., Szczurek A., Sowińska K.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 2

116--120

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań materiałów metalowych stosowanych W protetyee dentystycznej do wykonywania m.in. protez szkieletowych. Materiał do badań stanowiły dwa stopy odlewnicze: Co-Cr-Mo i Co-Cr-W-Mo. Przeprowadzono obserwacje mikrostruktury z zastosowaniem mikroskopii świetlnej oraz elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) oraz wykonano mikroanalizę składu chemicznego (EDS) wybranych obszarów zgładów. Na przekrojach próbek wykonano pomiary mikrotwardości sposobem Vickersa. W pracy zaprezentowano również badania odporności korozyjnej przeprowadzone w roztworze sztucznej śliny. Mikrostruktura badanych stopów Co-Cr miała budowę dendrytyczną. W obszarach międzydendrytycznych występowały cząstki wydzieleń Wzbogaconych W takie pierwiastki, jak: Nb, Mo i Si - w przypadku stopu Co-Cr- -Mo oraz Mo i W stop Co-Cr-W-Mo. W osnowie dendrytycznej dominowały Co i Cr. Obszary międzydendrytyczne Wykazywały większą twardość W porównaniu z osnową. Badane materiały wykazywały zbliżoną odporność korozyjną w środowisku sztucznej śliny. Z otrzymanych wartości potencjału bezprądowego oraz na podstawie szerokiego obszaru pasywacji tych stopów można wnioskować o ich dużej odporności korozyjnej w badanym środowisku.

EN

In the paper, the results of investigations of metallic materials used in dentistry for the production of frame dentures are presented. The investigations were carried out using two casting alloys: Co-Cr-Mo and Co-Cr-W-Mo. The specimen microstructures were investigated by light microscopy and scanning electron microscope (SEM) equipped with an X-ray microanalyzer (EDS). The microhardness oft he cross-sections of the specimens was measured. The microstructure of the specimens was of the dendritic type, characteristic for cast alloys. The hardness of the interdendritic areas was higher in comparison to the dendritic matrix because of the M23C6 type carbides. In addition, the corrosion resistance of the cast alloys in an artiﬁcial saliva solution was investigated. The results of the open circuit potential method and wide area passivation (Cyclic Voltammetry) of the alloys revealed high corrosion resistance in the investigated alloys.

12

Porównanie właściwości mechanicznych i mikrostruktury stomatologicznych stopów kobaltu i niklu po zastosowaniu złomu poprodukcyjnego

Beer K., Walczak M.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 118

5--11

PL

Celem pracy było dokonanie analizy wpływu ilości materiału przetapianego wtórnie dodanego do fabrycznie nowego stopu na właściwości mechaniczne i mikrostrukturę stopów stomatologicznych CoCrMo oraz NiCrMo. Stopy te wykorzystywane są w stomatologii do wytwarzania podbudów metalowych protez częściowych. Ze względów ekonomicznych większość laboratoriów protetycznych korzysta z tzw. złomu poprodukcyjnego jako części wsadu do kolejnego procesu odlewania protez. Złom ten stanowić mogą metale lub ich stopy, które były już raz użyte w procesie odlewania, jak również pozostałości po obróbce protetycznej. Doniesienia literaturowe wskazują, iż procedura ta może powodować zmianę właściwości mechanicznych i mikrostrukturalnych uzyskanych odlewów i wpływać na końcową jakość wytworzonych protez. Praca ta powstała w odpowiedzi na problem uzyskiwania różnych wyników przez badaczy. Jako próbki do badań zastosowano jednokrotne przetopy stopu kobaltu i niklu o zawartości wyjściowej odpowiednio: 100, 50, 25% stopu fabrycznego oraz technologię odlewania odśrodkowego. Wykonano próbę zginania, pomiar makrotwardości oraz badania mikrostruktury. Dla badanych stopów zaobserwowano zmianę badanych właściwości mechanicznych, w zależności od udziału odpadów poprodukcyjnych. Zidentyfikowano typy faz występujące strukturze badanych stopów.

EN

The aim of this study was to analyze the impact of the amount of remelted material added to the new alloy on mechanical properties and microstructure of CoCrMo and NiCrMo dental alloys. These alloys are used to manufacture the metal partial frameworks of the dental prostheses. For economic reasons, most dental laboratories use a post-production scrap as part of the batch for the next process of casting dentures. This scrap are metals or their alloys, which have already been used once in the casting process, as well as the residues after prosthetic treatment. Literature reports suggest that this procedure affects the mechanical and structural properties and could affect the quality of the final prosthesis. This work was created in response to the problem of getting different results by the researchers. As the test sample disposable cobalt and nickel alloys were used with a starting composition: 100, 50, 25% of the brand new material and centrifugal casting technology was applied. Bending test as well as macrohardness test and microstructural analysis were performed. For tested castings changes of the mechanical properties were noticed depending on the amount of postproduction scrap in castings. The types of phases occurring in the alloys microstructures were also identified.

13

A quality assessment of casting dental prosthesis elements

Beer K., Pałka K., Surowska B., Walczak M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 3

230-236

EN

Properties of fixed and mobile dentures, as well as their design have a significant impact on their durability in a complex state of biomechanical loads that occur in the oral cavity during the chewing process. Elements that are usually mechanical damaged (cracking) in skeletal prostheses are metal clamps. Damage of fixation of dentures not only results in the inability to further operation, but also is causing discomfort in the patient and can lead to injury of the oral cavity, teeth and risk of complications in case of access into the digestive system.The aim of this study was to evaluate the quality of items of prostheses manufactured using available techniques and the analysis of the causes of premature loss of functional quality of these elements. Dental cobalt matrix alloy - Wironit Extra-hard was used for the study. Qualitative research consisted of the evaluation of the nature and intensity of internal casting defects and evaluation of macro-and microstructure of manufactured castings using microscopic techniques. Research of breakthroughs indicate the occurrence of casting shrinkages. Microstructural research revealed the presence of a typical dendritic structure of the matrix in form of solid solution Co-Cr-Mo and eutectic. Strength test results achieved in the relation to the macro and microstructure were also carried out. A quantitative assessment of the intensity of casting defects using image analysis was realized. Potential risks of casting technology were identified and a methodology of monitoring the state of elements of dentures was proposed.

PL

Właściwości stosowanych uzupełnień protetycznych stałych i ruchomych oraz ich konstrukcja mają istotny wpływ na ich trwałość w warunkach złożonego stanu obciążeń biomechanicznych, jakie występują w jamie ustnej w trakcie procesu żucia. Elementami, które najczęściej ulegają uszkodzeniom mechanicznym (pękaniu) w protezach szkieletowych są metalowe klamry. Uszkodzenie mocowania protezy skutkuje nie tylko brakiem możliwości jej dalszej eksploatacji, ale również jest przyczyną uczucia dyskomfortu dla pacjenta i może powodować skaleczenia jamy ustnej, uszkodzenia zębów oraz ryzyko powikłań w przypadku przedostania się do układu pokarmowego. Celem pracy była ocena jakościowa elementów protez wytwarzanych dostępnymi technikami oraz analiza przyczyn przedwczesnej utraty funkcjonalności tych elementów. Do badań zastosowano stop stomatologiczny na osnowie kobaltu Wironit Extra-hard. Badania jakościowe polegały na ocenie rodzaju i nasilenia wewnętrznych wad odlewniczych oraz ocenie makro- i mikrostruktury wytworzonych odlewów z wykorzystaniem technik mikroskopowych. Badania przełomów wskazują na występowanie rzadzizn spowodowanych skurczem odlewniczym. Badania mikrostrukturalne wykazały obecność typowej struktury dendrytycznej z osnową w postaci roztworu stałego Co-Cr-Mo i eutektyką. Wykonano również analizę wyników badań wytrzymałościowych w powiązaniu z uzyskiwaną makro i mikrostrukturą. Dokonano oceny ilościowej nasilenia wad odlewniczych wykorzystując analizę obrazu. Wskazano potencjalne zagrożenia technologii odlewania oraz zaproponowano metodykę monitorowania stanu elementów protez.

14

Investigation on Cobalt based alloy modified by Titanium for dental applications

Peter I., Rosso M., Toppi A., Dan I., Ghiban B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

62--68

EN

Purpose: The main goal of this study is to develop and obtain some competitive products, with high added value. In particular, the attention will be focused on the possibility to obtain a new class of Cobalt based alloy by Ti addition. Design/methodology/approach: Modification of the composition by Ti addition can increase the corrosion resistance, processing and at the same time can improve the alloy biocompatibility. Findings: Addition of these elements has a positive effect on the alloy hardness. Up to 6% of Ti or combining Ti and Zr as alloying elements there are no significant differences as hardness concerns. As corrosion resistance in a simulated oral cavity environment concerns, no significant release of metal ions was observed, the pH value and the weight loss fulfil the conditions required by the Standard ISO 10271/2011. However, the best behaviour was obtained employing CoCrMoTi6 alloy. Research limitations/implications: Based on the up to date achieved outcomes, it appears that a quite homogeneous and good mechanical properties have been obtained modifying the original alloy with 6% of Ti. The future research work will be oriented to get additional and detailed data on the biocompatibility of the alloy. Practical implications: The central issue is the valid transfer to dentistry application. Originality/value: The aim of the paper is to obtain a new class of Co based alloy by the modification of the original chemical composition.

15

Wpływ powtórnego przetapiania na właściwości mechaniczne i mikrostrukturę odlewniczego stopu kobaltu

Beer K., Walczak M., Surowska B., Borowicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

473--476

PL

Celem pracy było określenie wpływu powtórnego przetapiania na właściwości mechaniczne i mikrostrukturę odlewniczego stopu CoCrMo. Stop ten jest stosowany w protetyce dentystycznej do wykonywania protez szkieletowych. Ze względów ekonomicznych większość laboratoriów protetycznych korzysta z tzw. złomu metalowego jako części wsadu do produkcji. Złom ten mogą stanowić zarówno metale lub ich stopy, które były już raz użyte w procesie odlewania, jak i pozostałości po obróbce protetycznej. Doniesienia literaturowe wskazują, że taka praktyka może powodować zmianę właściwości mechanicznych i mikrostrukturalnych uzyskanych odlewów i wpływać na końcową jakość wyrobu. Doniesienia literaturowe wskazują na problem otrzymywania odmiennych wyników przez różnych autorów. Jako próbki do badań zastosowano jednokrotnie przetopiony stopu kobaltu o zawartości wyjściowej odpowiednio: 0, 25, 50, i 100% „materiału czystego” odlewany odśrodkowo. Wykonano badania wytrzymałości na rozciąganie i zginanie oraz pomiary makrotwardości. Została wykonana szczegółowa analiza mikrostrukturalna, jak również dokonano obserwacji przełomów powstałych po próbie rozciągania (rys. 3÷5). Stwierdzono pogorszenie właściwości mechanicznych wszystkich badanych stopów (rys. 1, tab. 1.) jak również nieznaczne zmiany twardości wszystkich badanych próbek (rys. 2). Zidentyfikowano fazy występujące w stopie. Zwrócono uwagę na obecność różnych typów węglików znajdujących się w mikrostrukturze odlewów (rys. 4). Zaobserwowano wzrost heterogeniczności mikrostruktury oraz gęstości mikropęknięć w objętości dendrytów badanych stopów ze zwiększeniem udziału materiau pochodzącego z recyklingu (rys. 5).

EN

The purpose of this paper was to establish the influence of remelting on the mechanical properties and microstructure of CoCrMo cast alloy. This alloy is used in prosthodontia to perform skeletal dentures. For economic reasons, most laboratories use the scrap metal as part of the production batch. This scrap may constitute either metals or their alloys, which were once already used in the casting process or the remains of the dental treatment. Literature reports indicate that this practice may cause a changes in microstructure and mechanical properties of obtained castings and affect the final quality of the product. This work was created as a response to the problem of getting different results by different researchers. As samples for research the castings from the cobalt alloy, using a disposable alloy with a starting output composition of 0, 25, 50, 75 and 100% of fine material respectively were used, and centrifugal casting method has been applied. The static tensile test, bonding test as well as macrohardness test have been conducted. Detailed microstructural as well as breakthroughs observations (Fig. 3÷5) after a tensile test have been carried out. The decrease of mechanical strength of all remelted alloys (Fig. 1, Tab. 1.) as well as insignificant hardness changes of all specimens were noticed (Fig. 2). The phase types occurring in the casting were identified. Particular attention was paid also to identify different types of carbides which were presented in microstructure of castings (Fig. 4). It was also observed a heterogeneity increase in the structure and density of microcracks in the volume of the dendrites of alloys with the addition of recycled material (Fig. 5).

16

Analiza wpływu zewnętrznego pola magnetycznego na zmianę właściwości magnetycznych stopu Co-Cr-Ni

Błaszczak M.

Postępy Nauki i Techniki

|

2011

|

nr 10

49-60

PL

W części analitycznej artykułu przedstawiono podstawy teoretyczne wyjaśniające wpływ budowy wewnętrznej biomateriałów na bazie kobaltu na zmianę własności magnetycznych. Szczególny nacisk położono na analizę struktury domenowej jako cechy mającej istotny wpływ na zachowanie się biomateriałów w silnym zewnętrznym polu magnetycznym. W części badawczej przedstawiono wyniki pomiarów koercji z których wynika że materiał ten znajduje się na pograniczu diamagnetyzmu i paramagnetyzmu.

EN

Theoretical basis explaining the influence of internal structure of biomaterials based on cobalt on the change of magnetic properties were introduced in the analytic part of the article. The special emphasis was placed on the analysis of the domain structure as the attribute essentially influencing the behavior of biomaterials in strong external magnetic field. The results of the measurements of coercive force, Curi temperature and magnetic susceptibility which prove that the investigated material can be placed on the borderland between diamagnetism and paramagnetism were presented in research part of paper.

17

Wpływ czasu i temperatury utleniania na napawane warstwy ze stopu kobaltu

Smoleńska H.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

306-307

PL

Badano wpływ czasu utleniania na strukturę i skład chemiczny warstw ze stopu kobaltu wytworzonych metodą napawania laserowego. Do napawania użyto proszku o wysokiej zawartości chromu i średniej zawartości wolframu. Utlenianie przeprowadzono w temperaturze 1100°C w czasach od 15 minut do 50 godzin. Porównano uzyskane wyniki ze skutkami utleniania w temperaturze 750°C w czasie 200 godzin. Stwierdzono postępującą degenerację materiału napoiny, chociaż nie jest to proces niszczenia katastrofalnego.

EN

The influence of the oxidation time on the microstructure and chemical composition of the cobalt base laser clad layers was investigated. The powder used for cladding process contained high amount of chromium and medium amount of tungsten. The oxidations were carried on at 1100°C for times from 15 minutes to 50 hours. The effects were compared to results of oxidation at 750°C for 200 hours. The progressive degeneration was confirmed however it was not catastrophic process.

18

Efekt Portevina-Le Chateliera rejestrowany w stopie kobaltu podczas próby jednoosiowego rozciągania

Jeleńkowski J., Marchlewski P., Nakonieczny A.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

454-456

PL

W pracy przedstawiono wyniki testów jednoosiowego rozciągania z próbą wyjaśnienia przyczyn niestabilności mechanicznej, niezwykle nierównomiernego rozprzestrzeniania się odkształcenia plastycznego w próbkach stopu kobaltu o składzie chemicznym zbliżonym do stopu typu L605, wyżarzanego w warunkach zastosowanych w eksperymencie (T = 1000°C, t = 45 min). Na wykresach rozciągania powyżej odcinka liniowego krzywej b-e występują silne, gwałtowne i skokowe zmiany odkształcenia o cechach odbiegających od zjawiska fizycznej granicy plastyczności w stalach węglowych i cech efektu Portevina-Le Chateliera występujących w stopach aluminium. Jest on podobny, lecz o znacznie większej intensywności niż stwierdzony niedawno w stalach austenitycznych. Autorzy proponują by ujawniony w tym konkretnym przypadku badanego stopu kobaltu efekt nazwać "super efektem Portevina-Le Chateliera". Zjawisko to może mieć bardzo duże znaczenie przy wytwarzaniu i eksploatacji wyrobów z tego typu stopów, na przykład stentów kardiologicznych.

EN

The article presents results of tension uniaxal tests with attempt explain the causes of mechanical instability, non-uniform propagation of plastic deformation in samples of cobalt alloy with chemical composition close to alloy L605, annealing in conditions used in experiments (T = 1000°C, t = 45 min). At the graph of stretching, above curve b-e are strong, violent and jumping changes of deformation with characteristics different from the physical of plasticity border in carbon steel and characteristics of effect Portevin-Le Chatelier appearance in alluminium alloys. It is similar but he has bigger intensity than found recently in austenitic steels. The authors propose to name it "super Portevien-Le Chatelier effect". This phenomenon can be very important in the manufacture and use of products from such alloys, for example cardioviscular stents.

19

The elevated temperatures influence on the cobalt base cladding layer

Smoleńska H.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

366-368

EN

Purpose of this paper is to evaluate the microstructure, chemical composition and mechanical properties of the clad layers made of the cobalt base powder which were undergone oxidation studies in air at 850, 950 and 1100°C for 200 hours. The layers were made by cladding technique. Cladding was conducted by Plasma Transformed Arc method. The performance of the hardfaced materials were evaluated by microstructure (light and scanning electron microscope SEM), chemical and XRD analysis and microhardness measurements. For all the cases the presence of the scales were observed. The lower temperature of oxidation (850°C) does not influence significantly on the structure in the depth of the clad however dendrites became more regular and coarsening of interdenritic regions were noticed. The higher temperatures resulted in thicker scale layers, partially spalled and in degradation of the surface part of the clad. Microhardness measurements revealed in the outer surface sublayer with thickness of about 0.3 mm significant decrease of hardness. This observation was correlated with the microstructural changes, i.e. the disappearance of carbides in the interdendritic region and their replacement by Cr oxide.

PL

W artykule przedstawiono ocenę zmian mikrostrukturalnych, chemicznych i mechanicznych napawanych warstw wykonanych ze stopu na bazie kobaltu i poddanych utlenianiu w powietrzu w temperaturze 850, 950 i 1100°C przez 200 godzin. Warstwy napawane były metodą plazmową (PTA). Analizowano zmiany w mikrostrukturze (mikroskop świetlny i skaningowy mikroskop elektronowy), składzie chemicznym, składzie fazowym (XRD) oraz mikrotwardości warstw. We wszystkich przypadkach na powierzchni powstawały warstwy zgorzeliny. Utlenianie w najniższej temperaturze nie powodowało znaczących zmian w mikrostrukturze napoiny. Wyższa temperatura prowadziła do powstawania grubszej zgorzeliny, częściowo odpadającej i znacznej degradacji wierzchniej warstwy napoiny. Pomiary mikrotwardości warstwy napawanej wykazały znaczący spadek twardości zewnętrznej warstwy napoiny o grubości ok. 0,3 mm. Potwierdza to zaobserwowane zmiany mikrostrukturalne - m.in. zanik węglików w obszarach międzydendrytycznych i ich zastąpienie przez tlenek chromu.

20

Kształtowanie struktury i własności materiałów stosowanych jako osnowa w narzędziach metaliczno-diamentowych

Borowiecka-Jamrozek J., Konstanty J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 4

220-225

PL

Przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych materiałów stosowanych na osnowy narzędzi metaliczno-diamentowych. Badano spieki wykonane metodą prasowania na gorąco z proszków: kobaltu (Co SMS, Co Extrafine, Co 400mesh), żelaza karbonylkowego (Fe CN) i wolframu (WP30). Badania obejmowały: pomiar gęstości, twardości i statyczną próbę rozciągania. Dokonano również obserwacji mikrostruktury przy użyciu świetlnego mikroskopu Leica DM4000 i przełomów przy zastosowaniu elektronowego mikroskopu skanningowego Jeol JSM-5400. Badania prowadzono w celu określenia wpływu wielkości cząstek proszku kobaltu oraz dodatku wolframu i żelaza na własności otrzymanych spieków.

EN

The paper presents mechanical properties of materials used as matrices in diamond impregnated tools. Several powder metallurgy materials were manufactured by the hot press process from various combinations of cobalt (Co SMS, Co Extrafine, Co 400mesh), carbonyl iron (Fe CN) and tungsten (WP30) powders. After consolidation the specimens were tested for density, hardness and tensile properties. The fracture surfaces and materials' microstructure were observed using the Jeol JSM-5400 scanning electron microscope and the Leica DM4000 light microscope. The main objective of the work was to determine the effects of the mean particle size of cobalt as well as additions of iron and tungsten on properties of the as-consolidated material.