ความแตกต่างหลักอยู่ที่องค์ประกอบการผสม ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพขององค์ประกอบเหล่านั้น
อะลูมิเนียม (Al) ทำหน้าที่เป็น -สารทำให้คงตัวในโลหะผสมทั้งสอง ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและต้านทานการคืบคลาน การเลือก V กับ Nb ทำให้เกิดความแตกต่างในการทำงานเป็นส่วนใหญ่
แม้ว่าทั้งสองชนิดจะมี-ความแข็งแรงสูง + อัลลอยด์ แต่ความแข็งแรง ความเหนียว และความล้าของพวกมันจะแตกต่างกันไปเนื่องจากองค์ประกอบของอัลลอยด์และการตอบสนองของการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกัน
ความแข็งแรงสูงกว่าของ Ti-6Al-4V ทำให้เหมาะสำหรับโครงสร้างทางวิศวกรรมที่รับน้ำหนัก ในขณะที่ Ti-6Al-7Nb มีความเหนียวที่ดีกว่าและโมดูลัสที่ต่ำกว่ามีข้อได้เปรียบสำหรับการใช้งานทางชีวการแพทย์
นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาความเหมาะสมในการใช้งานทางการแพทย์
Ti-6Al-4V:
วาเนเดียม (V) ทำให้เกิดข้อกังวลเรื่องความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ในการใช้อุปกรณ์ปลูกถ่ายในระยะยาว- (เช่น การเปลี่ยนข้อสะโพก) ปริมาณ V ในปริมาณเล็กน้อยอาจซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อโดยรอบ ซึ่งอาจทำให้เกิดพิษต่อเซลล์ การอักเสบ หรือปฏิกิริยาการแพ้ในผู้ป่วยที่ละเอียดอ่อน ผลที่ได้ก็คือไม่แนะนำสำหรับการปลูกถ่ายชีวการแพทย์-ในระยะยาวและส่วนใหญ่จะจำกัดอยู่เพียงอุปกรณ์-ระยะสั้นหรือเครื่องมือทางการแพทย์ที่ไม่ใช่-การปลูกถ่าย
Ti-6Al-7Nb:
ไนโอเบียม (Nb) มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง ไม่ชะล้างไอออนที่เป็นอันตราย ไม่-เป็นพิษต่อเซลล์ และรวมตัวกับเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ดี (การรวมตัวของกระดูก) นอกจากนี้ยังหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับวาเนเดียมทำให้มาตรฐานทองคำสำหรับการปลูกรากฟันเทียมกระดูกและฟัน{0}}ระยะยาว(เช่น ก้านสะโพก อุปกรณ์ยึดฟัน)
โลหะผสมทั้งสองมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง แต่ Ti-6Al-7Nb มีข้อได้เปรียบเล็กน้อยในการตั้งค่าทางชีวการแพทย์
Ti-6Al-4V:
สร้างฟิล์มไทเทเนียมออกไซด์ (TiO₂) ที่หนาแน่นและเสถียร ซึ่งทนทานต่อการกัดกร่อนในอากาศ น้ำ และของเหลวในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและมีคลอไรด์-มากในร่างกายมนุษย์ วานาเดียมอาจส่งผลต่อความเสถียรในระยะยาวของฟิล์มออกไซด์-ได้เล็กน้อย และเพิ่มความเสี่ยงของการชะล้างไอออน
Ti-6Al-7Nb:
การเติมไนโอเบียมจะช่วยเพิ่มความหนาและความเสถียรของฟิล์มออกไซด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมทางสรีรวิทยา (เช่น เลือด น้ำลาย) มีความต้านทานที่เหนือกว่าต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการปล่อยไอออน ทำให้มั่นใจถึงความทนทานในระยะยาว-ในการปลูกถ่าย
องค์ประกอบการผสมของพวกมันส่งผลต่อวิธีการผลิตและรูปทรงของมัน
Ti-6Al-4V:
มีการประมวลผลอย่างกว้างขวางมากขึ้นเนื่องจากมีการใช้งานมายาวนาน- สามารถใช้งานร่วมกับวิธีการผลิตไทเทเนียมทั่วไป รวมถึงการตีขึ้นรูป การอัดขึ้นรูป การตัดเฉือน และการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (AM เช่น การพิมพ์ 3D) อย่างไรก็ตาม ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้นอาจทำให้การตัดเฉือนมีความท้าทายมากขึ้น (ต้องใช้เครื่องมือพิเศษเพื่อหลีกเลี่ยงการสึกหรอของเครื่องมือ)
Ti-6Al-7Nb:
สามารถประมวลผลได้ด้วยการปลอม การอัดขึ้นรูป และ AM แต่ปริมาณไนโอเบียมที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มการหลอมและการหล่อได้ 难度 (ไนโอเบียมมีจุดหลอมเหลวสูง ~2468 องศา) การตัดเฉือนง่ายกว่า Ti-6Al-4V เล็กน้อยเนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำกว่า แต่ต้องมีการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวดเพื่อรักษาความเข้ากันได้ทางชีวภาพ (เช่น หลีกเลี่ยงการปนเปื้อนในระหว่างการผลิต)
ความแตกต่างในด้านประสิทธิภาพนำไปสู่สาขาการใช้งานที่แตกต่างกัน:
การบินและอวกาศและการบิน: ลำตัวเครื่องบิน ส่วนประกอบเครื่องยนต์ (ใบพัด จานเบรก) และเฟืองลงจอด (อัตราส่วนความแข็งแรงสูง-ต่อ- น้ำหนัก ความต้านทานต่อความเมื่อยล้า)
ยานยนต์: ชิ้นส่วนยานพาหนะสมรรถนะสูง- (เช่น ส่วนประกอบระบบกันสะเทือนของรถแข่ง) และระบบไอเสีย (ทนความร้อน)
ทางอุตสาหกรรม: อุปกรณ์แปรรูปทางเคมี (ความต้านทานการกัดกร่อน) ส่วนประกอบแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง และภาชนะรับแรงดัน
การแพทย์ (จำกัด): อุปกรณ์ระยะสั้น- (เช่น เครื่องมือผ่าตัด) หรือเครื่องมือที่ไม่ใช่-การปลูกถ่าย
ชีวการแพทย์ (ประถมศึกษา): การปลูกถ่ายกระดูกและข้อในระยะยาว- (การเปลี่ยนสะโพก/ข้อเข่า กระดูกสันหลัง) การปลูกถ่ายฟัน และอุปกรณ์ตรึงอาการบาดเจ็บ (แผ่น สกรู)
วิศวกรรมศาสตร์เฉพาะทาง: การใช้งานที่ต้องการทั้งความต้านทานการกัดกร่อนและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ (เช่น อุปกรณ์แปรรูปอาหาร ซึ่งห้ามการปนเปื้อนของไอออนโลหะ)
