ASTM F136: Den ultimata guiden

Välkommen, kära läsare! Idag dyker vi djupt in i den fascinerande världen av ASTM F136. Nu kanske du undrar: "Vad i hela världen är ASTM F136?" Oroa dig inte, jag har täckt dig. I slutet av denna omfattande guide kommer du att veta allt som finns att veta om detta anmärkningsvärda material.

Översikt över ASTM F136

ASTM F136, även känd som Titanium 6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial), är en titanlegering som är allmänt erkänd för sin användning inom det medicinska området. Legeringen utmärker sig genom sin biokompatibilitet, korrosionsbeständighet och utmärkta mekaniska egenskaper, vilket gör den till ett förstklassigt material för medicinska implantat, kirurgiska instrument och andra kritiska tillämpningar.

Viktiga detaljer för ASTM F136

• Sammansättning: Titan, aluminium, vanadin
• Fastigheter: Hög hållfasthet, låg vikt, korrosionsbeständighet, biokompatibilitet
• Tillämpningar: Medicinska implantat, kirurgiska instrument, komponenter för flyg- och rymdindustrin
• Specifikationer: ASTM F136-standarden definierar legeringens kvalitet och egenskaper

Typer, sammansättning, egenskaper och kännetecken

För att verkligen uppskatta ASTM F136 är det viktigt att förstå dess sammansättning, egenskaper och egenskaper. Låt oss bryta ner det:

Sammansättning av ASTM F136

Element	Procentuell andel
Titan (Ti)	88 – 90%
Aluminium (Al)	5.5 – 6.75%
Vanadin (V)	3.5 – 4.5%
Syre (O)	≤ 0,13%
Kol (C)	≤ 0,08%
Kväve (N)	≤ 0,05%
Väte (H)	≤ 0,0125%
Järn (Fe)	≤ 0,25%

Egenskaper och kännetecken för ASTM F136

Fastighet	Beskrivning
Täthet	4,43 g/cm³
Young's modul	110 GPa
Slutlig draghållfasthet	860 MPa
Utbyteshållfasthet	795 MPa
Töjning vid brott	15%
Hårdhet	300 HV
Termisk konduktivitet	6,7 W/m-K
Elektrisk resistivitet	1,7 µΩ-m
Biokompatibilitet	Utmärkt (uppfyller ASTM F136-standarderna)
Motståndskraft mot korrosion	Hög (motståndskraftig mot kroppsvätskor och kemikalier)

Tillämpningar av ASTM F136

ASTM F136 används främst inom det medicinska området, men tack vare sina unika egenskaper kan den även användas inom andra branscher.

Medicinska tillämpningar

Tillämpning	Beskrivning
Ortopediska implantat	Höftledsproteser, knäleder, ryggradsimplantat
Tandimplantat	Tandrötter, distanser, broar
Kirurgiska instrument	Skalpeller, tänger, sårhakar
Kraniofaciala implantat	Plattor, skruvar för rekonstruktiv kirurgi
Kardiovaskulära implantat	Hjärtklaffar, stentar

Tillämpningar inom flyg- och rymdindustrin

Tillämpning	Beskrivning
Fästelement för flyg- och rymdindustrin	Bultar, muttrar och skruvar för montering av flygplan
Strukturella komponenter	Flygplansskrovets strukturer, landningsställ
Motordelar	Turbinblad, kompressorskivor

Industriella tillämpningar

Tillämpning	Beskrivning
Kemisk bearbetning	Utrustning för kemiska anläggningar, reaktorer
Marina tillämpningar	Komponenter för skeppsbyggnad och offshoreborrning
Sportartiklar	Högpresterande cyklar, golfklubbor

Specifikationer, storlekar, kvaliteter, standarder

När du arbetar med ASTM F136 är det viktigt att följa de angivna standarderna för att säkerställa materialets integritet och prestanda.

Specifikationer och standarder

Standard	Beskrivning
ASTM F136	Standardspecifikation för smidd titan-6Aluminium-4Vanadium ELI (extra low interstitial) legering för kirurgiska implantattillämpningar.

Storlekar och kvaliteter

Storleksintervall	Beskrivning
Barer	Diameter: 6 mm till 150 mm
Lakan	Tjocklek: 0,5 mm till 5 mm
Plattor	Tjocklek: 5 mm till 100 mm
Ledningar	Diameter: 0,1 mm till 10 mm
Betyg	Klass 23 (Ti 6Al-4V ELI)

Leverantörer och prisuppgifter

Att hitta rätt leverantör är nyckeln till att säkerställa att du får högkvalitativt ASTM F136-material. Här är några ansedda leverantörer och deras prissättningsinformation.

Bästa leverantörer

Leverantör	Beskrivning	Prissättning (ungefärlig)
ATI Metals	Ledande global tillverkare och leverantör av titan och andra specialmaterial.	$50 - $100 per kg
Timet (Titanium Metals Corporation)	Storproducent av titanbaserade produkter med fokus på flyg- och medicintekniska tillämpningar.	$60 - $110 per kg
VSMPO-AVISMA	Världens största titanproducent som levererar titanlegeringar av hög kvalitet.	$55 - $105 per kg
Toho Titan	Japansk leverantör känd för hög renhet och avancerade titanprodukter.	$65 - $115 per kg
Arcam AB (GE Additive)	Specialiserat på additiv tillverkning och avancerade material för medicin- och flygindustrin.	$70 - $120 per kg

Jämförelse av för- och nackdelar

När du överväger ASTM F136 för din applikation är det viktigt att väga dess fördelar och begränsningar.

Fördelar med ASTM F136

Fördel	Beskrivning
Biokompatibilitet	Utmärkt kompatibilitet med mänskliga vävnader, vilket gör den idealisk för medicinska implantat.
Motståndskraft mot korrosion	Mycket motståndskraftig mot kroppsvätskor och kemikalier, vilket garanterar lång livslängd.
Mekaniska egenskaper	Högt förhållande mellan styrka och vikt, vilket gör den stark men ändå lätt.
Mångsidighet	Lämplig för ett brett spektrum av applikationer, från medicin till flyg.

Begränsningar av ASTM F136

Begränsning	Beskrivning
Kostnad	Relativt dyrt jämfört med andra material.
Bearbetbarhet	Kräver specialiserad utrustning och teknik för maskinbearbetning.
Tillgänglighet	Kan ha längre ledtider på grund av hög efterfrågan och specifika tillverkningsprocesser.

Specifika metallpulvermodeller

Inom området additiv tillverkning och avancerade applikationer sticker flera specifika metallpulvermodeller av ASTM F136 ut. Här är några anmärkningsvärda exempel:

De bästa modellerna av metallpulver

Modell	Beskrivning
Ti64 ELI av Arcam AB	Titanpulver med hög renhet för EBM-teknik (Electron Beam Melting).
TLS Ti6Al4V ELI från TLS Technik	Pulver av hög kvalitet för selektiv lasersmältning (SLM) och andra additiva tillverkningsprocesser.
AP&C Ti-6Al-4V ELI från GE Additive	Sfäriskt titanpulver utformat för optimal flytbarhet och packningstäthet vid additiv tillverkning.
Ti-6Al-4V ELI från Carpenter Additive	Högpresterande pulver för olika 3D-utskriftstekniker, vilket garanterar jämn kvalitet och egenskaper.
AMTi-6Al-4V ELI från Tekna	Plasmaatomiserat titanpulver för överlägsen prestanda vid additiv tillverkning.
Ti-6Al-4V ELI från Oerlikon Metco	Högkvalitativt pulver för laserplätering, additiv tillverkning och andra avancerade processer.
Ti-6Al-4V ELI från LPW Technology	Konstruerat pulver för höghållfasta lättviktsapplikationer inom flyg och medicin.
Ti-6Al-4V ELI från Praxair Surface Technologies	Konsekvent pulver med hög renhet för krävande tillämpningar inom additiv tillverkning.
Ti-6Al-4V ELI från Sandvik	Premium titanpulver för additiv tillverkning, vilket ger utmärkta mekaniska egenskaper och biokompatibilitet.
Ti-6Al-4V ELI från Renishaw	Mångsidigt pulver för ett stort antal additiva tillverkningstekniker, med hög prestanda och tillförlitlighet.

Jämförande analys av modeller för metallpulver

För att hjälpa dig att fatta ett välgrundat beslut, låt oss jämföra dessa metallpulvermodeller baserat på olika parametrar.

Jämförelse av prestanda

Modell	Flytbarhet	Packningstäthet	Renhetsgrad	Prisintervall
Ti64 ELI av Arcam AB	Utmärkt	Hög	Ultra-hög	$100 - $150/kg
TLS Ti6Al4V ELI från TLS Technik	Mycket bra	Hög	Hög	$90 - $140/kg
AP&C Ti-6Al-4V ELI från GE Additive	Utmärkt	Mycket hög	Ultra-hög	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI från Carpenter Additive	Mycket bra	Hög	Hög	$95 - $145/kg
AMTi-6Al-4V ELI från Tekna	Utmärkt	Hög	Ultra-hög	$105 - $155/kg
Ti-6Al-4V ELI från Oerlikon Metco	Mycket bra	Hög	Hög	$100 - $150/kg
Ti-6Al-4V ELI från LPW Technology	Utmärkt	Mycket hög	Ultra-hög	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI från Praxair Surface Technologies	Mycket bra	Hög	Hög	$95 - $145/kg
Ti-6Al-4V ELI från Sandvik	Utmärkt	Mycket hög	Ultra-hög	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI från Renishaw	Utmärkt	Hög	Hög	$100 - $150/kg

Jämförelse av för- och nackdelar

Modell	Proffs	Nackdelar
Ti64 ELI av Arcam AB	Hög renhet, utmärkt flytbarhet, tillförlitlig prestanda	Högre kostnad jämfört med vissa alternativ
TLS Ti6Al4V ELI från TLS Technik	Konsekvent kvalitet, bra pris/prestandaförhållande	Något lägre packningsdensitet jämfört med andra
AP&C Ti-6Al-4V ELI från GE Additive	Ultrahög renhet, mycket hög packningsdensitet	Högre prisintervall
Ti-6Al-4V ELI från Carpenter Additive	Hög prestanda, konsekventa egenskaper	Medel till högt prisintervall
AMTi-6Al-4V ELI från Tekna	Överlägsen prestanda, hög renhet, utmärkt för additiv tillverkning	Högre kostnad
Ti-6Al-4V ELI från Oerlikon Metco	Tillförlitlig prestanda, god flytbarhet	Medel till högt prisintervall
Ti-6Al-4V ELI från LPW Technology	Ultrahög renhet, utmärkt packningstäthet	Högre prisintervall
Ti-6Al-4V ELI från Praxair Surface Technologies	Konsekvent kvalitet, bra prestanda	Medel till högt prisintervall
Ti-6Al-4V ELI från Sandvik	Premiumkvalitet, utmärkta mekaniska egenskaper	Högre kostnad
Ti-6Al-4V ELI från Renishaw	Hög tillförlitlighet, mångsidiga tillämpningar	Medel till högt prisintervall

VANLIGA FRÅGOR

Vad står ASTM F136 för?

ASTM F136 är en standardspecifikation för smidda titan-6Aluminium-4Vanadium ELI (extra low interstitial) legeringar som främst används för kirurgiska implantat.

Varför är ASTM F136 att föredra för medicinska implantat?

ASTM F136 föredras för medicinska implantat på grund av dess utmärkta biokompatibilitet, korrosionsbeständighet och höga mekaniska hållfasthet. Dessa egenskaper säkerställer att materialet kan motstå den hårda miljön i människokroppen och förbli funktionellt under långa perioder.

Vilka är de primära elementen i ASTM F136?

De primära elementen i ASTM F136 är titan (Ti), aluminium (Al) och vanadin (V), där titan är den dominerande komponenten.

Hur tillverkas ASTM F136 vanligtvis?

ASTM F136 tillverkas genom olika processer, inklusive smide, valsning och värmebehandling för att uppnå önskade mekaniska egenskaper och säkerställa överensstämmelse med standardspecifikationerna.

Förutom medicinsk, var annars används ASTM F136?

Utöver det medicinska området används ASTM F136 också inom flygindustrin för strukturella komponenter, fästelement och motordelar, samt i industriella applikationer som kemisk bearbetning och marin teknik.

Är ASTM F136 lämplig för 3D-utskrift?

Ja, ASTM F136 används ofta inom additiv tillverkning, särskilt i form av titanpulver för 3D-utskriftstekniker som Electron Beam Melting (EBM) och Selective Laser Melting (SLM).

Är ASTM F136 dyr?

ASTM F136 är relativt dyrare än andra material på grund av dess höga prestanda och specialiserade applikationer, med priser som vanligtvis sträcker sig från $50 till $160 per kilo beroende på leverantör och form (stänger, ark, pulver etc.).

Slutsats

Där har du det - en omfattande guide till ASTM F136! Vi har täckt allt från dess sammansättning och egenskaper till dess applikationer, specifikationer och till och med en djupdykning i olika metallpulvermodeller för avancerad tillverkning. Oavsett om du överväger ASTM F136 för medicinska implantat, flygkomponenter eller någon annan högpresterande applikation, bör den här guiden fungera som din go-to resurs.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser

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)

Metrisk	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.

Expertutlåtanden

• 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

• Standarder
• 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