Kobaltbasierte Legierungen sind harte Legierungen, die gegen verschiedene Arten von Verschleiß und Korrosion sowie gegen Hochtemperaturoxidation beständig sind. Sie enthalten als Hauptbestandteil Kobalt und außerdem eine beträchtliche Menge an Nickel, Chrom, Wolfram und eine kleine Menge an Legierungselementen wie Molybdän, Niob, Tantal, Titan, Lanthan und gelegentlich Eisen. Kobaltbasierte Legierungen können je nach Zusammensetzung der Legierung zur Herstellung von Schweißdrähten, Gussteilen und Schmiedestücken usw. verwendet werden. Heute sprechen wir hauptsächlich über die Rolle von Kobaltbasierten Legierungen in der Medizin.
Medizinische Metallmaterialien, die im Leben häufiger vorkommen, werden im Allgemeinen in verschiedenen Bereichen wie chirurgischen Hilfsgeräten, künstlichen Organen, Hartgeweben, Weichgeweben usw. verwendet und sind weit verbreitet. Das Hauptproblem bei der Anwendung biomedizinischer Metallmaterialien ist jedoch die Diffusion von Metallionen in das umgebende Gewebe aufgrund von Korrosion in der physiologischen Umgebung und der Verschlechterung der Eigenschaften des Implantatmaterials selbst. Ersteres kann toxische Nebenwirkungen verursachen und letzteres führt häufig zum Versagen des Implantats. Medizinische Legierungen auf Kobaltbasis werden aufgrund ihrer beiden Haupteigenschaften Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit häufig bei der Herstellung orthopädischer Implantate verwendet. Es gibt zwei grundlegende Arten medizinischer Legierungen auf Kobaltbasis: Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierungen und Kobalt-Nickel-Chrom-Molybdän-Legierungen.
Kobalt-Chrom-Legierungen wurden ursprünglich als Werkstoff für die Luft- und Raumfahrt verwendet. Später wurde es aufgrund seiner guten Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeit häufig für Gelenkoberflächenkomponenten und tragende Komponenten künstlicher Gelenke verwendet. Gleichzeitig ist es aufgrund seiner guten Biokompatibilität auch ein häufig verwendetes Material für Zahnimplantate.
Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung und Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung sind Varianten der Kobalt-Chrom-Legierung. Erstere wird häufig für Gussteile verwendet und ist leichter zu formen, während letztere normalerweise heiß geschmiedet wird und häufig eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweist. Diese beiden Legierungen haben weitere medizinische Anwendungen als die weit verbreitete Kobalt-Chrom-Legierung und weisen eine ausgezeichnete Biokompatibilität auf. Sie haben eine hohe Zugfestigkeit und gute Steifigkeit und können eine stabile mechanische Unterstützung bieten. Andererseits haben diese beiden Legierungen eine hohe Zähigkeit, geringe Kerbempfindlichkeit und ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit.
Das Chrom in der Legierung kann eine dichte Oxidschicht auf der Legierungsoberfläche bilden, die die Korrosionsbeständigkeit der Legierung verbessern kann. Das Chromelement kann auch Carbide bilden, die eine hohe Härte aufweisen und die Festigkeit der Matrix und die Verschleißfestigkeit der Legierung verbessern können. Das Molybdänelement in der Legierung wird in der Matrix gelöst und kann eine Barriere für den Versetzungsfluss bilden, wodurch die Festigkeit der Matrix verbessert wird.
