インプラント材としてのTi-6Al-4V合金の変態温度と機械的性質の関係

国立国会図書館永続的識別子: info:ndljp/pid/8951510

資料種別: 博士論文

著者: 土井, 和弘ほか

出版者: -

出版年: 2014-03-06

資料形態: デジタル

ページ数・大きさ等: -

授与大学名・学位: 松本歯科大学,博士（歯学）

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デジタル

資料種別: 博士論文
タイトル: インプラント材としてのTi-6Al-4V合金の変態温度と機械的性質の関係
著者・編者: 土井, 和弘
Doi, Kazuhiro
出版年月日等: 2014-03-06
出版年（W3CDTF）: 2014-03-06
授与機関名: 松本歯科大学
授与年月日: 2014-03-06
授与年月日（W3CDTF）: 2014-03-06
報告番号: 甲第154号
学位: 博士（歯学）
博論授与番号: 甲第154号
本文の言語コード: jpn
件名標目: インプラント材
Ti-6Al-4V合金
変態温度
機械的性質
一般注記: ［目的］インプラント治療の普及に伴い，インプラント体の破折が数多く報告されるようになった。破折原因の一つとしてインプラント材料自体の強度不足が考えられている．現在インプラント材料としてはJIS第４種純チタンが主に使用されているが，耐力は500MPa，疲労強度は250MPa程度であるのに対し，チタン，アルミニウム，バナジウムの合金であるTi-6Al-4V合金の耐力は800MPa，疲労強度は650MPa程度と格段に大きく，破折しないインプラント材料として注目されている．工業界ではTi-6Al-4V合金の材質の向上を得るためには968℃で60分加熱し，溶体化処理を行った後、538℃で4時間加熱処理を、酸化防止のためにガス雰囲気中で行うことが指示されている．しかし，ガス雰囲気での熱処理には高額な装置を必要とする．したがって、大気雰囲気中で行うには、酸化を軽減するために加熱温度をできるだけ低くして，短時間での処理を検討する必要がある．一方、Ti-6Al-4V合金は，500℃付近において変態が生じる．この温度を利用し，インプラント材料に，より適した材質に改良できる可能性がある．そこで，本研究は、Ti-6Al-4V合金を450℃，500℃，550℃，600℃，650℃で加熱処理を行い，引張強さ，耐力，伸び，硬さ，金属組織について検討し，さらにX線回折により析出物についての検討を行った．［材料ならびに方法］実験には，Ti-6Al-4V合金（大同特殊鋼）直径5ｍｍ，長さ100ｍｍを用い，以下の項目について検討した．１）変態温度の測定：加熱速度0.3℃/minの条件で1000℃までの熱膨張．２）熱処理：450℃，500℃，550℃，650℃，1時間 500℃，0.5，1.0，1.5，2時間．３）引張強試験：引張り速度0.5mm/min，引張強さ，耐力，伸びの測定．４）硬試験：試験片横断面の端から0.1ｍｍ，中間部の1.25ｍｍと中心部のビッカース硬さ測定．５）金属成分の面分析：試験片横断面の中間部位，XMA（JEOL）使用．６）組織観察：試験片横断面の端，中間部，中心部，レーザー顕微鏡（オリンパス） 23 使用．７）破断面の観察：引張試験後の破断面の観察，電子顕微鏡（JEOL）使用．８）X線回折：直径8mmの棒材を厚さ1mmの板に流水下で削り出し，X回折装置（JEOL）使用．［結果および考察］１．熱膨張試験より450℃から650℃の間に変態温度が存在することが判明した．２．工業界の熱処理条件で処理したTi-6Al-4V合金の引張強さは，処理前と比較して12.7％増加，耐力は22％増加，硬さは46％増加したが，伸びは74％減少した．３．低温で熱処理した試験片の引張り強さは500℃で処理した場合，処理前と比較して9.4％の増加で最大であった．耐力は500℃と550℃はほとんど差がなく24％の増加であった．硬さも500℃と550℃が8.4％の増加であった．500℃の伸びの減少は，わずか11.3％であった．４．最も効果のあった500℃における加熱時間の影響は，60分加熱した試験片が引張り強さ，耐力，伸びにおいて，総合的に優れており、本法の有効性が確認された。５．Ｘ線回折の結果から，熱処理の効果はTi3Al規則格子の析出と，軟質なβ相の増大との兼ね合いによるものと考えられた．
2013
identifier:甲第154号
国立国会図書館永続的識別子: info:ndljp/pid/8951510
https://dl.ndl.go.jp/pid/8951510
コレクション（共通）: 障害者向け資料
コレクション（障害者向け資料：レベル1）: テキストデータ
コレクション（個別）: 国立国会図書館デジタルコレクション > デジタル化資料 > 博士論文
https://dl.ndl.go.jp/collections/A00014
収集根拠: 博士論文（自動収集）
公開開始日（W3CDTF）: 2015-03-03
受理日（W3CDTF）: 2015-02-03T05:25:05+09:00
作成日（W3CDTF）: 2014-07-22
記録形式（IMT）: PDF
オンライン閲覧公開範囲: 国立国会図書館内限定公開
デジタル化資料送信: 図書館・個人送信対象外
遠隔複写可否（NDL）: 可
原資料（URI）: http://id.nii.ac.jp/1070/00002351/
関連情報: 投稿雑誌：土井　和弘. インプラント材としてのTi–6Al–4V 合金の変態温度と機械的性質の関係. 松本歯学(0385-1613)40巻2号 Page117-132(2014.12). 0385-1613/© 2014 松本歯科大学学会
掲載誌（URI）: http://id.nii.ac.jp/1070/00002233/
連携機関・データベース: 国立国会図書館 : 国立国会図書館デジタルコレクション
https://dl.ndl.go.jp