摘 要：通过比较不同比例的新旧钴铬合金铸造后的抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度等机械性能指标，并结合相应的金相观察及化学成份分析，得出结论：铸造钴铬合金中可加入不超过40％的仅铸造过一次的旧料而不影响合金的主要机械性能，超过这一比例，将影响修复体的质量。
关键词：钴铬合金 不同比例 机械性能
以往学者的研究多着眼于反复铸造后合金机械性能的改变〔1、2〕，而对于将旧料加入新料中回收再利用则少有报道。本文通过对不同比例的新旧钴铬合金的机械性能测试，金相显微观察及化学成份分析的比较研究，寻找合适的新旧合金的配比，合理利用铸造剩余合金，为临床应用提供理论依据。
材料与方法
1.试样的制备
制作一套带有栓道的上下两瓣金属阴模模具，上有5个大小相同的对应半个试样的阴模，阴模腔的尺寸如图1。腔的一端为盲端，另一端设有排溢孔，腔内充填自凝塑料，按栓道方向将两瓣模具合为一体，置压盒器上缓慢加压，30分钟后取出塑料试样，磨光后放入120℃的蜂蜡液中浸泡约20秒，再将塑料试样按常规方法包埋，铸造成金属试样。分别按含旧料(仅熔铸过一次)的0％，20％，30％，40％，50％的比例熔制了No.1～No.5五组试样，每组试样各熔铸5个。所用铸造机为天津医院设备厂DGZ-50高频铸造机，合金材料为上海齿科材料厂生产的硬质钴铬合金。
图1 机械性能测试用试样的阴模腔示意图(mm)
2.试样的测试
2.1 拉伸实验：本文采用如图1所示的非标准拉伸试样在WD-10A电子万能材料试验机上进行力学性能测试。拉伸速度为1mm/min，试样断裂处位于标距内的为有效，通过应力和位移传感器分别得到应力和应变信号，在X-Y记录仪上自动绘出应力-应变曲线，然后计算出试样的抗拉强度σb，屈服强度δ0.2，试样的延伸率由断裂前后的试样标距差△L=(L1-L0)算出，延伸率δ=△L/L0×100%。
2.2 硬度测试：采用HV1-10A型低负荷维氏硬度计度测试(载荷5Kg,加载时间20s)，每个试样于不同部位测试5个点，硬度取其平均值。
2.3 金相显微分析：金相显微分析在0lympus金相显微镜上进行。金相样品经取样，预磨，机械抛光后浸蚀，浸蚀剂采用100ml蒸馏水+50ml盐酸+10ml硝酸+10g FeCl3，浸蚀时间10分钟，用热水清洗并用酒精棉球擦干。将金相试样置于金相显微镜下观察合金晶粒的大小、形貌以及内部的气孔和非金属夹杂物，其中试样晶粒尺寸的测量采用定量金相法中的截线长度测量法〔3〕。
2.4 化学成份分析：切取拉断试样的中心部位，在配有能谱仪附件(Energy Dispersive X-ray(EDX)的日本产JSM6300扫描电镜(SEM)上检测合金成份，每个样品取两点，通过能谱进行合金元素的定性定量分析。
结 果
1.试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度(表1)。
表1 各组试样的测试值(x±s)
| 合金号 | 成份(含旧料 百分比％) | 抗拉强度 δb/MPa | 屈服强度 δ0.2/MPa | 延伸率 δ／％ | 维氏硬度 Hv |
| No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 | 0 20 30 40 50 | 729±27 718±31 713±29 709±19 699±23 | 581±16 576±19 572±17 566±14 562±15 | 5.90±0.25 5.78±0.32 5.69±0.47 5.28±0.36 4.95±0.59 | 338±28 343±34 347±16 352±25 359±23 |
抗拉强度、屈服强度、硬度：No.2～No.5试样与No.1作两样本均数的t检验比较，结果无显著性差异(P＞0.05)。
延伸率：合金No.2～No.5分别与No.1作两样本均数t检验，结果表明旧料超过40％的试样No.5与No.1有显著性差异(P＜0.05)，余者无显著性差异。
2.合金的显微组织观察
将经过机械预磨、抛光后的试样未经浸蚀直接在光学显微镜下观察合金内部气孔和夹杂物情况，发现No.1～No.3合金内部没有或仅有轻微的微气孔和极少量的非金属夹杂物存在，而No.4～No.5试样中局部区域有较严重的气孔和较多的夹杂物，且随着旧料加入量的增加，这种改变愈加明显。
