Nitinol
סגסוגת ניקל-טיטניום עם זיכרון צורה
ערכים טיפוסיים למצב המסירה שבכותרת
Nitinol היא סגסוגת של ניקל וטיטניום בכמויות אטומיות כמעט שוות (כ-55–56% ניקל במשקל). יש לה שתי תכונות מיוחדות: זיכרון צורה, כלומר חלק שעוות בקור חוזר לצורתו המקורית כשמחממים אותו, ועל-אלסטיות, כלומר אפשר לעוות אותה פי כמה ממתכת רגילה, והיא חוזרת לצורה בלי עיוות קבוע.
שתי התכונות נובעות ממעבר הפוך בין שני מבנים גבישיים, אוסטניט ומרטנסיט. טמפרטורת המעבר רגישה מאוד להרכב ולעיבוד. היא משמשת בסטנטים, בחוטים אורתודונטיים ובמכשירים רפואיים, וגם במפעילים, במסגרות משקפיים ובאטמים.
תכונות מכניות ופיזיקליות
| תכונה | ערך | הערה |
|---|---|---|
| חוזק מתיחה Rm | 900 MPa | |
| גבול כניעה Rp0.2 | 200 MPa | מאמץ ההתמרה (Plateau), לא כניעה רגילה |
| התארכות A | 8% | |
| קשיות | 230 HB | |
| מודול אלסטיות E | 83 GPa | בשלב האוסטניטי; במרטנסיט נמוך יותר |
| צפיפות ρ | 6.45 g/cm³ | |
| עיבודיות | 5% | דירוג יחסי במאגר האתר |
הרכב כימי (משקלי %)
| יסוד | תחום | תפקיד |
|---|---|---|
| Ni ניקל | כ-55–56 (נומינלי) | קובע את טמפרטורת ההתמרה |
| Ti טיטניום | יתרה |
הרכב נומינלי. הטווחים המדויקים לשימוש רפואי ב-ASTM F2063. שינוי קטן בתכולת הניקל מזיז את טמפרטורת ההתמרה.
מצבי אספקה וטיפול תרמי
ב-Nitinol הטיפול התרמי "מלמד" את החומר את הצורה שהוא יזכור, וקובע את טמפרטורות ההתמרה.
| מצב | תכונות | מתי בוחרים |
|---|---|---|
| על-אלסטי (Superelastic) | מעבר בטמפרטורת הגוף או מתחתיה | סטנטים וחוטים רפואיים |
| זיכרון צורה | חוזר לצורה בחימום | מפעילים ומנגנונים |
| קיבוע צורה (Shape setting) | חימום החלק על תבנית | "לימוד" הצורה |
שימושים
- סטנטים ומכשירים רפואיים
- חוטים אורתודונטיים
- מפעילים וחיישנים
- מסגרות משקפיים
- אטמים ומחברים
ייצור ועיבוד
ריתוך
ריתוך בעיקר בלייזר, באווירה מוגנת. ריתוך רגיל לחומרים אחרים יוצר תרכובות פריכות.
עיבוד שבבי
סגסוגות ניקל מתקשות מהעיבוד, חזקות בחום, ושוחקות כלים. עובדים במהירות נמוכה, בהזנה קבועה שלא "משפשפת", עם כלים חדים וקשיחים ונוזל קירור בשפע.
עיבוד
קשה מאוד לעיבוד שבבי. מקובלים חיתוך בלייזר, EDM והשחזה.
השוואה לחומרים דומים
טעויות נפוצות
להשתמש בגבול הכניעה כמו במתכת רגילה
הערך במאגר (200 MPa) הוא מאמץ ההתמרה (Plateau), ולא כניעה רגילה.
להזמין בלי לציין טמפרטורות התמרה
החומר מוגדר בעיקר לפי טמפרטורת ה-Af שלו, לא רק לפי ההרכב.
לעבד בשיטות רגילות
החומר מתקשה וגורם לבלאי מהיר של כלים.
מקבילים, תקנים ואספקה
| ASTM | F2063 |
|---|---|
| תקנים | ASTM F2063 / ISO 15841 |
| צורות אספקה | חוט · פח · צינור |
| יצרנים | Nitinol Devices · Fort Wayne Metals · NDC |
להמשך לימוד
הערכים טיפוסיים ומשמשים להשוואה בלבד. לתכנון יש להסתמך על התקן ועל תעודת החומר. מקורות: ASTM (B127, B164, B168, B443, B575, B619 ואחרים), גיליונות Special Metals ו-Haynes, ומאגר החומרים של METAL HUB. Inconel ו-Monel הם סימנים מסחריים של Special Metals, ו-Hastelloy של Haynes International.
עודכן: 31 באוקטובר 2026