316l Çelik Esaslı İmplantların Çeşitli Kesilme Yötemleri İle Kesilmesinin Ve Kesim Sonrası Tavlama İşlemlerinin Mikroyapısal Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan bir implant malzemesi olan 316L paslanmaz çeliğin kesilmesinde farklı kesim yöntemlerinin mikroyapıda yarattığı değişim ve ardından tavlama işleminin kesim sonrasındaki mikroyapıya etkisi araştırılmıştır. 316L paslanmaz çelik lazer kesim, plazma kesim, otojen kesme, su jeti ile kesim, tel erozyon ile kesim, avuç içi taşlama ile kesim ve metal testeresi ile kesim yöntemleri ile kesilmiştir. Kesimlerin yapılmasının ardından numunelerin yapıları SEM ve optik mikroskopta incelenerek kesimlerin malzeme yapısına etkisi değerlendirilmiştir. İncelemenin ardından bu kesim yöntemleri ile kesilen numunelere normalizasyon tavlaması yapılmıştır. Normalizasyon tavlamasının ardından, numuneler kesim sonrasında olduğu gibi SEM ve optik mikroskopta incelenmiş ve her bir kesim yöntemi için normalizasyon tavlamasının etkisi değerlendirilmiştir. Kesim ve tavlama işlemleri ile ilgili deneysel çalışmalardan elde edilen veriler değerlendirildiğinde; kesim hassasiyeti, düzgün kesim yüzeyi, malzeme boyunca homojen tane boyutu elde edilebilmesi, yapıda krom-karbür ve oksit oluşturmaması ile lazer kesimin stent gibi hassas implantların üretimi için en uygun yöntem olduğu belirlenmiştir. Üretimi stent seviyesinde hassasiyet gerektirmeyen implantlarda ise lazer kesimden sonra kullanılabilecek en iyi yöntemin tel erozyon ile kesme olduğu tespit edilmiştir. Plazma kesim ve otojen kesme yöntemlerinin malzeme yapısını bozduğu ve düzgün kesim yüzeyi elde edilemediği için implant üretimine uygun olmadıkları belirlenmiştir. Su jeti ile kesim yönteminin malzemede distorsiyon yarattığı ve aşındırıcı olarak kullanılan garnetin malzemeye verdiği hasarın ilerleyen zamanlarda çatlak oluşumunu kolaylaştıracağı tespitler arasındadır. Avuç içi taşlama ile kesim ve metal testeresi ile kesme yöntemlerinin malzemede yüksek distorsiyon oluşturduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürdeki çalışmalar ile karşılaştırıldığında sonuçların örtüştüğü gözlemlenmiştir.

316L is a common material in implant production. In this study, effect of diferent cutting methods on microstructure of 316L and effect of annealing after cutting operation is evaluated. 316L stainless steel tube is cut by laser cutting, plasma cutting, otogen gas cutting, water-jet cutting, wire edm cutting, angle grinder cutting and hacksaw cutting. Samples are examined under SEM and optical microscope. The effect of cutting methods on material structure is evaluated. After the consideration, normalization annealing is applied on the samples. Samples are examined under SEM and optical microscope. The effect of the annealing is evaluated for each cutting method. As an evaluation; laser cutting is the best cutting method for the cutting of sensitive implants like stent. Laser cutting provides good cutting accuracy, homogenous grain size distribution through the material and doesn’t cause forming of oxides and chromium-carbides in the material structure. In production of implants, which need less sensitivity in the cutting process, wire edm could be an alternative for laser cutting. It’s seen that plasma cutting and otogen gas cutting creates rough cutting surfaces and harms the material structure, for these reasons these methods are not convenient for implant production. Water-jet creates distortions at the material and abrasive material damages the material structure. This damages will facilitate forming of cracks in the material. Eventually, angle grinder cutting and hacksaw cutting creates big amounts of distortions in the material structure. The comparison of the results with the examples given in the literature is in a good agreement.