ASTM F136: De ultieme gids

Welkom, beste lezer! Vandaag duiken we diep in de fascinerende wereld van ASTM F136. Nu vraag je je misschien af: "Wat is ASTM F136 in hemelsnaam?". Maak je geen zorgen, ik heb het voor je geregeld. Aan het einde van deze uitgebreide gids weet je alles over dit opmerkelijke materiaal.

Overzicht van ASTM F136

ASTM F136, ook bekend als Titanium 6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial), is een titaniumlegering die algemeen bekend staat om zijn gebruik op medisch gebied. Deze legering onderscheidt zich door zijn biocompatibiliteit, corrosiebestendigheid en uitstekende mechanische eigenschappen, waardoor het een veelgebruikt materiaal is voor medische implantaten, chirurgische instrumenten en andere kritieke toepassingen.

Belangrijkste details van ASTM F136

• Samenstelling: Titanium, aluminium, vanadium
• Eigenschappen: Hoge sterkte, laag gewicht, corrosiebestendigheid, biocompatibiliteit
• Toepassingen: Medische implantaten, chirurgische instrumenten, ruimtevaartonderdelen
• Specificaties: ASTM F136 standaard definieert de kwaliteit en eigenschappen van de legering

Soorten, samenstelling, eigenschappen en kenmerken

Om ASTM F136 echt te begrijpen, is het essentieel om de samenstelling, eigenschappen en kenmerken ervan te begrijpen. Laten we het eens op een rijtje zetten:

Samenstelling van ASTM F136

Element	Percentage
Titaan (Ti)	88 – 90%
Aluminium (Al)	5.5 – 6.75%
Vanadium (V)	3.5 – 4.5%
Zuurstof (O)	≤ 0,13%
Koolstof (C)	≤ 0,08%
Stikstof (N)	≤ 0,05%
Waterstof (H)	≤ 0,0125%
Ijzer (Fe)	≤ 0,25%

Eigenschappen en kenmerken van ASTM F136

Eigendom	Beschrijving
Dikte	4,43 g/cm³
Young-modulus	110 GPa
Ultieme treksterkte	860 MPa
Opbrengststerkte	795 MPa
Verlenging bij breuk	15%
Hardheid	300 HV
Warmtegeleiding	6,7 W/m-K
Elektrische weerstand	1,7 µΩ-m
Biocompatibiliteit	Uitstekend (voldoet aan de ASTM F136-normen)
Corrosieweerstand	Hoog (bestand tegen lichaamsvloeistoffen en chemicaliën)

Toepassingen van ASTM F136

ASTM F136 wordt voornamelijk gebruikt in de medische sector, maar de toepassingen strekken zich uit tot andere industrieën dankzij de unieke eigenschappen.

Medische toepassingen

Sollicitatie	Beschrijving
Orthopedische implantaten	Heupprothesen, kniegewrichten, spinale implantaten
Tandheelkundige implantaten	Tandwortels, abutments, bruggen
Chirurgische instrumenten	Scalpels, tangen, retractors
Craniofaciale implantaten	Platen, schroeven voor reconstructieve chirurgie
Cardiovasculaire implantaten	Hartkleppen, stents

Lucht- en ruimtevaarttoepassingen

Sollicitatie	Beschrijving
Bevestigingsmiddelen voor de ruimtevaart	Bouten, moeren en schroeven voor vliegtuigmontage
Structurele onderdelen	Vliegtuigstructuren, landingsgestel
Motor Onderdelen	Turbinebladen, compressorschijven

Industriële toepassingen

Sollicitatie	Beschrijving
Chemische verwerking	Uitrusting voor chemische fabrieken, reactoren
Mariene toepassingen	Scheepsbouw, offshore booronderdelen
Sportartikelen	Hoogwaardige fietsen, golfclubs

Specificaties, Maten, Rangen, Normen

Wanneer je met ASTM F136 werkt, is het van cruciaal belang om je aan de gespecificeerde normen te houden om de integriteit en prestaties van het materiaal te garanderen.

Specificaties en normen

Standaard	Beschrijving
ASTM F136	Standaardspecificatie voor een smeedlegering van titaan-6Aluminium-4Vanadium ELI (extra low interstitial) voor chirurgische implantaattoepassingen.

Maten en Kwaliteiten

Maatbereik	Beschrijving
Bars	Diameter: 6 mm tot 150 mm
Vellen	Dikte: 0,5 mm tot 5 mm
Platen	Dikte: 5mm tot 100mm
Draden	Diameter: 0,1 mm tot 10 mm
Cijfers	Kwaliteit 23 (Ti 6Al-4V ELI)

Leveranciers en prijsinformatie

De juiste leverancier vinden is de sleutel om ervoor te zorgen dat je ASTM F136-materiaal van hoge kwaliteit krijgt. Hier vind je een aantal gerenommeerde leveranciers en hun prijsinformatie.

Top Leveranciers

Leverancier	Beschrijving	Prijzen (bij benadering)
ATI Metalen	Toonaangevende wereldwijde fabrikant en leverancier van titanium en andere speciale materialen.	$50 - $100 per kg
Timet (Titanium Metals Corporation)	Grote producent van op titanium gebaseerde producten met de nadruk op ruimtevaart en medische toepassingen.	$60 - $110 per kg
VSMPO-AVISMA	Grootste titaniumproducent ter wereld, die titaanlegeringen van hoge kwaliteit levert.	$55 - $105 per kg
Toho Titanium	Japanse leverancier die bekend staat om zijn zeer zuivere en geavanceerde titaniumproducten.	$65 - $115 per kg
Arcam AB (GE Additive)	Gespecialiseerd in additieve productie en geavanceerde materialen voor de medische en luchtvaartsector.	$70 - $120 per kg

Voor- en nadelen vergelijken

Als u ASTM F136 overweegt voor uw toepassing, is het essentieel om de voordelen en beperkingen af te wegen.

Voordelen van ASTM F136

Voordeel	Beschrijving
Biocompatibiliteit	Uitstekende compatibiliteit met menselijk weefsel, waardoor het ideaal is voor medische implantaten.
Corrosieweerstand	Zeer goed bestand tegen lichaamsvloeistoffen en chemicaliën, voor een lange levensduur.
Mechanische eigenschappen	Hoge sterkte-gewichtsverhouding, dus sterk en toch licht.
Veelzijdigheid	Geschikt voor een breed scala aan toepassingen, van medisch tot ruimtevaart.

Beperkingen van ASTM F136

Beperking	Beschrijving
Kosten	Relatief duur in vergelijking met andere materialen.
Bewerkbaarheid	Vereist gespecialiseerde apparatuur en technieken voor machinale bewerking.
Beschikbaarheid	Kan een langere levertijd hebben door de grote vraag en specifieke productieprocessen.

Specifieke metaalpoeder-modellen

Op het gebied van additieve productie en geavanceerde toepassingen vallen verschillende specifieke metaalpoedermodellen van ASTM F136 op. Hier zijn enkele opmerkelijke voorbeelden:

Top Metaalpoeder Modellen

Model	Beschrijving
Ti64 ELI door Arcam AB	Zeer zuiver titaniumpoeder voor EBM-technologie (Electron Beam Melting).
TLS Ti6Al4V ELI van TLS Technik	Hoogwaardig poeder voor selectieve lasersmelting (SLM) en andere additieve productieprocessen.
AP&C Ti-6Al-4V ELI door GE Additive	Bolvormig titaniumpoeder ontworpen voor optimale vloeibaarheid en verpakkingsdichtheid bij additieve productie.
Ti-6Al-4V ELI door Carpenter additief	Krachtig poeder voor verschillende 3D printtechnologieën, voor consistente kwaliteit en eigenschappen.
AMTi-6Al-4V ELI van Tekna	Plasma geatomiseerd titaniumpoeder voor superieure prestaties in additieve productie.
Ti-6Al-4V ELI van Oerlikon Metco	Poeder van hoge kwaliteit voor lasercladding, additive manufacturing en andere geavanceerde processen.
Ti-6Al-4V ELI door LPW Technologie	Ontworpen poeder voor lichtgewicht toepassingen met hoge sterkte in de ruimtevaart en op medisch gebied.
Ti-6Al-4V ELI door Praxair Oppervlaktetechnologieën	Consistent en hoogzuiver poeder voor veeleisende additieve productietoepassingen.
Ti-6Al-4V ELI door Sandvik	Hoogwaardig titaniumpoeder voor additieve productie, met uitstekende mechanische eigenschappen en biocompatibiliteit.
Ti-6Al-4V ELI door Renishaw	Veelzijdig poeder voor een breed scala aan additieve productietechnologieën, met hoge prestaties en betrouwbaarheid.

Vergelijkende analyse van metaalpoeder-modellen

Om je te helpen een weloverwogen beslissing te nemen, vergelijken we deze metaalpoedermodellen op basis van verschillende parameters.

Prestatievergelijking

Model	Vloeibaarheid	Verpakkingsdichtheid	Zuiverheidsniveau	Prijsbereik
Ti64 ELI door Arcam AB	Uitstekend	Hoog	Ultrahoog	$100 - $150/kg
TLS Ti6Al4V ELI van TLS Technik	Erg goed	Hoog	Hoog	$90 - $140/kg
AP&C Ti-6Al-4V ELI door GE Additive	Uitstekend	Heel hoog	Ultrahoog	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI door Carpenter additief	Erg goed	Hoog	Hoog	$95 - $145/kg
AMTi-6Al-4V ELI van Tekna	Uitstekend	Hoog	Ultrahoog	$105 - $155/kg
Ti-6Al-4V ELI van Oerlikon Metco	Erg goed	Hoog	Hoog	$100 - $150/kg
Ti-6Al-4V ELI door LPW Technologie	Uitstekend	Heel hoog	Ultrahoog	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI door Praxair Oppervlaktetechnologieën	Erg goed	Hoog	Hoog	$95 - $145/kg
Ti-6Al-4V ELI door Sandvik	Uitstekend	Heel hoog	Ultrahoog	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI door Renishaw	Uitstekend	Hoog	Hoog	$100 - $150/kg

Voor- en nadelen vergelijken

Model	Pluspunten	Nadelen
Ti64 ELI door Arcam AB	Hoge zuiverheid, uitstekende stroombaarheid, betrouwbare prestaties	Hogere kosten in vergelijking met sommige alternatieven
TLS Ti6Al4V ELI van TLS Technik	Consistente kwaliteit, goede prijs-prestatieverhouding	Iets lagere verpakkingsdichtheid dan andere
AP&C Ti-6Al-4V ELI door GE Additive	Ultrahoge zuiverheid, zeer hoge verpakkingsdichtheid	Hogere prijsklasse
Ti-6Al-4V ELI door Carpenter additief	Hoge prestaties, consistente eigenschappen	Gemiddelde tot hoge prijsklasse
AMTi-6Al-4V ELI van Tekna	Superieure prestaties, hoge zuiverheid, uitstekend voor additieve productie	Hogere kosten
Ti-6Al-4V ELI van Oerlikon Metco	Betrouwbare prestaties, goede stroombaarheid	Gemiddelde tot hoge prijsklasse
Ti-6Al-4V ELI door LPW Technologie	Ultrahoge zuiverheid, uitstekende verpakkingsdichtheid	Hogere prijsklasse
Ti-6Al-4V ELI door Praxair Oppervlaktetechnologieën	Constante kwaliteit, goede prestaties	Gemiddelde tot hoge prijsklasse
Ti-6Al-4V ELI door Sandvik	Hoogwaardige kwaliteit, uitstekende mechanische eigenschappen	Hogere kosten
Ti-6Al-4V ELI door Renishaw	Hoge betrouwbaarheid, veelzijdige toepassingen	Gemiddelde tot hoge prijsklasse

FAQ

Waar staat ASTM F136 voor?

ASTM F136 verwijst naar de standaardspecificatie voor een legering van gesmeed titaan-6Aluminium-4Vanadium ELI (extra low interstitial) die voornamelijk wordt gebruikt voor chirurgische implantaattoepassingen.

Waarom heeft ASTM F136 de voorkeur voor medische implantaten?

ASTM F136 geniet de voorkeur voor medische implantaten vanwege de uitstekende biocompatibiliteit, corrosiebestendigheid en hoge mechanische sterkte. Deze eigenschappen zorgen ervoor dat het materiaal bestand is tegen de ruwe omgeving van het menselijk lichaam en langdurig functioneel blijft.

Wat zijn de primaire elementen in ASTM F136?

De primaire elementen in ASTM F136 zijn titanium (Ti), aluminium (Al) en vanadium (V), waarbij titanium de belangrijkste component is.

Hoe wordt ASTM F136 gewoonlijk vervaardigd?

ASTM F136 wordt vervaardigd via verschillende processen waaronder smeden, walsen en warmtebehandeling om de gewenste mechanische eigenschappen te verkrijgen en te voldoen aan de standaardspecificaties.

Waar wordt ASTM F136 nog meer gebruikt, behalve in de medische wereld?

Naast de medische sector wordt ASTM F136 ook gebruikt in de ruimtevaart voor structurele onderdelen, bevestigingsmiddelen en motoronderdelen, evenals in industriële toepassingen zoals chemische verwerking en scheepsbouw.

Is ASTM F136 geschikt voor 3D printen?

Ja, ASTM F136 wordt veel gebruikt bij additieve productie, vooral in de vorm van titaniumpoeder voor 3D-printtechnologieën zoals Electron Beam Melting (EBM) en Selective Laser Melting (SLM).

Is ASTM F136 duur?

ASTM F136 is relatief duurder dan andere materialen vanwege de hoge prestaties en gespecialiseerde toepassingen, met prijzen die variëren van $50 tot $160 per kilogram afhankelijk van de leverancier en vorm (staven, platen, poeder, etc.).

Conclusie

Dit is het - een uitgebreide gids voor ASTM F136! We hebben alles behandeld, van de samenstelling en eigenschappen tot de toepassingen, specificaties en zelfs een duik in de verschillende metaalpoedermodellen voor geavanceerde productie. Of u nu ASTM F136 overweegt voor medische implantaten, ruimtevaartonderdelen of een andere hoogwaardige toepassing, deze gids is uw bron van informatie.

ken meer 3D-printprocessen

Additional FAQs on ASTM F136

1) What differentiates ASTM F136 (Grade 23) from ASTM F1472 (Grade 5) Ti-6Al-4V?

• ASTM F136 is the ELI (Extra-Low Interstitial) version with tighter limits on O, N, C, H, improving fracture toughness and fatigue performance for implants. F1472 allows higher interstitials and is typically used for non-implant applications.

2) Which tests are mandatory to certify material to ASTM F136?

• Chemical analysis (including interstitials), tensile properties, reduction of area/elongation, microstructural verification (alpha/beta), and melt practice traceability. For implants, many OEM specs also require low inclusion content and fracture toughness or fatigue testing.

3) How does surface condition affect implant performance for ASTM F136?

• Surface roughness, residual stress, and contamination strongly influence fatigue strength and osseointegration. Polishing, blasting, acid etch, or TiO2 anodizing are used per device function; all must preserve ELI cleanliness.

4) Is recycled titanium allowed in ASTM F136 melts?

• The standard permits revert with strict control; however, many medical OEMs cap revert content and require documented segregation and inclusion control to meet risk-management and regulatory expectations.

5) What additive manufacturing (AM) considerations apply to ASTM F136 powder?

• AM-grade powder requires high sphericity, tight PSD (e.g., 15–45 μm for LPBF), and low O/N/H. Post-build HIP + stress relief is common to improve fatigue. Powder reuse must be controlled to limit oxygen pickup and PSD drift per ISO/ASTM 52907.

2025 Industry Trends for ASTM F136

• AM dominance in ortho/dental: Growing share of acetabular cups, cages, and patient-specific implants produced via LPBF/EBM using ASTM F136 powders, with routine HIP for fatigue-critical parts.
• Powder passports: End-to-end genealogy linking melt heat, PSD, O/N/H, reuse cycles, and build parameters becomes standard in MDR/FDA submissions.
• Low-helium strategies: Plasma/GA atomizers reduce helium reliance, cutting powder cost volatility while maintaining powder sphericity and cleanliness.
• Surface engineering: Controlled roughness and porous lattices for enhanced osseointegration, validated with standardized fatigue-on-porous coupons.
• Sustainability: Environmental Product Declarations (EPDs) and Scope 3 reporting increasingly required in tenders for implant supply chains.

2025 Snapshot: ASTM F136 Production and AM Benchmarks (indicative)

Metrisch	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical oxygen content in bar (% wt)	0.10–0.13	0.09–0.12	0.08–0.11	Within ASTM F136 limit ≤0.13
LPBF density (as-built, %)	99.5–99.8	99.6–99.9	99.7–99.95	Process optimized; preheat strategies
HIPed fatigue improvement (R=0.1, 10^7 cycles)	+20–40%	+25–45%	+25–50%	Depends on surface and lattice
Powder reuse cycles (with O control)	6–10	8-12	10-15	With top-up and sieving management
Pump-down time EBM (min)	45–90	40–80	35–70	Cryopump adoption

References: ASTM F136; ISO 5832-3; ISO/ASTM 52907/52908; FDA, EU MDR guidance; OEM and supplier notes (GE Additive/AP&C, Carpenter Additive, Höganäs); NIST AM Bench.

Latest Research Cases

Case Study 1: Improving Fatigue of LPBF ASTM F136 Acetabular Cups via HIP and Surface Control (2025)

• Background: An orthopedic manufacturer observed scatter in rotating-bending fatigue on porous-backed cups.
• Solution: Implemented powder passport tracking (O/N/H, PSD, reuse count), HIP at 920°C/100 MPa/2 h, and controlled grit blast followed by acid etch to target Ra 1.2–1.8 μm on functional surfaces.
• Results: Endurance limit +32% at 10^7 cycles; between-lot COV reduced from 18% to 9%; CT-indicated pore clusters >150 μm reduced by 70%.

Case Study 2: Machined vs AM ASTM F136 Spinal Cages—Qualification Pathway (2024)

• Background: A spine device firm evaluated switching from machined bar to LPBF latticed cages to enhance fusion.
• Solution: Comparative qualification including chemistry, tensile, LCF/HCF fatigue, corrosion (ASTM F2129), and particulate shedding; validated with animal model histology for bone ingrowth.
• Results: AM design achieved equivalent static strength, 28% higher compressive fatigue limit, and 2× bone ingrowth area at 12 weeks; regulatory submission included full AM process validation and powder control plan.

Meningen van experts

• Prof. Todd Palmer, Professor of Engineering, Penn State
• Viewpoint: “For ASTM F136 in AM, oxygen control across powder lifecycle is the single most leverageable variable for fatigue—more than minor parameter tweaks.”
• Annika Ölme, VP Technology, GE Additive (Arcam EBM)
• Viewpoint: “Combining EBM preheat with HIP delivers consistent fatigue for porous implant structures while preserving osseointegration-friendly surfaces.”
• Dr. John Slotwinski, Director of Materials Engineering, Relativity Space
• Viewpoint: “Digital material passports linking melt, powder, and build data are becoming essential quality artifacts—healthcare regulators increasingly expect them.”

Practical Tools and Resources

• Normen
• ASTM F136 (Ti-6Al-4V ELI), ISO 5832-3 (surgical implants): https://www.astm.org | https://www.iso.org
• ISO/ASTM 52907 (AM feedstock), 52908 (AM post-processing), 52920 (qualification)
• Regulatory and guidance
• FDA guidance on AM of medical devices; EU MDR implantable device requirements
• Metrology and QA
• LECO (O/N/H), PSD: ASTM B822; density/flow: ASTM B212/B213; CT per ASTM E07
• AM process tools
• Simulation and build prep: Materialise Magics, Ansys Additive, Siemens NX AM
• NIST AM Bench datasets for Ti-6Al-4V process–structure–property correlations
• Surface and corrosion
• ASTM F2129 (corrosion of metallic implants), ISO 10993 (biocompatibility evaluation)

Last updated: 2025-10-16
Changelog: Added 5 focused FAQs; introduced a 2025 benchmark table for ASTM F136 production and AM use; provided two case studies (LPBF cups with HIP; spinal cage qualification); included expert viewpoints; compiled standards, regulatory, QA, and AM tools resources
Next review date & triggers: 2026-03-31 or earlier if ASTM/ISO implant standards update, regulators issue new AM guidance, or major OEMs revise powder passport and HIP best practices