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图2是经化学浸蚀后各试样的金相组织。可见，No.1试样晶粒大小较为一致，均匀，晶粒直径较小，约为48μm，沿晶界分布的碳化物大小也较均匀，细小，主要呈球形和不规则的蠕虫状两种形态(图2a)。当旧料加入量低于40％时，试样的显微组织特征基本类同于No.1,图2b为含有30％旧料的No.3试样的组织，可见其组织形态尚均匀，只是晶粒有些粗化，其直径约为51μm。当旧料的加入量达到40％后，试样显微组织中的碳化物开始粗化，不规则蠕虫状的碳化物含量也明显增多，而且可发现晶内有一些非金属夹杂物的存在(图2c)。当旧料加入量达到50％后，合金中碳化物明显粗化，组织的不均匀性也明显增大，而且组织中出现了较多的非金属夹杂物和微小气孔，见(图2d)。
  
图2 合金的金相组织
3.化学成份分析：扫描电镜能谱成份分析显示，No.1～No.3合金中各种化学成份所占百分含量改变不大，但随着旧料加入量的进一步增加，No.4、No.5合金中C、N元素含量稍高于No.1，而Al、Si、Fe等含量稍低于No.1。
讨 论
1.抗拉强度和屈服强度
No.1～No.3合金晶粒大小均匀，晶粒较小，合金中气孔及夹杂物较少，组织致密，在拉伸过程中同样的形变量可分散在更多的晶粒间发生，而不致形成局部的应力集中，引起裂纹的过早产生和发展，因此材料的抗拉强度值高。此外，根据Hall-petch关系〔4〕：δy=σ0+kd－1／2，式中σ0、k为与材料相关的常数，σy为屈服强度，d为晶粒直径，可见晶粒越细小，合金的屈服强度也越高。对于局部组织粗大的No.4～No.5，由于合金晶粒大小不均，并含有较多的夹杂物和微气孔，在拉伸过程中微气孔将会扩展连接成片，与夹杂物一道形成应力集中源，导致宏观裂纹的过早产生和发展，材料的抗拉强度和屈服强度均下降。材料的抗拉强度是材料在拉伸过程中产生最终断裂时的最大应力值，屈服强度则是指材料在拉伸过程中产生永久变形(开始失效)时的强度，因此，从一定意义上讲，材料屈服强度指标比抗拉强度指标更为重要。本文测得的各试样的屈服强度的变化规律基本遵循抗拉强度，即随着加入旧料的增多，屈服强度有所下降，但总的变化幅度没有抗拉强度变化大。
在大气环境下，当合金液中的气体含量超过其溶解度，以及侵入的气体不被溶解，则以分子状态(即气泡形式)存在于合金液中，凝固前气泡来不及排除，铸件则将产生气孔，由于组织的遗传性，随着合金中旧料的增多，合金内部的气孔也将会愈多。气孔不仅能减少铸件的有效截面积，使铸件的疲劳强度下降，而且能使局部造成应力集中，成为铸件断裂的裂纹源〔5〕。
由于咀嚼运动，临床上用钴铬合金铸造的义齿基托，连接杆等实际是在受到多次的应力循环〔4〕，旧料加入量超过40％的钴铬合金内部组织不均匀，气孔及非金属夹杂物增多，一旦这些缺陷出现在修复体的表层，义齿受力时会形成应力集中，萌生裂纹，过早出现疲劳断裂。此外，气孔一旦在修复体表面形成，还会使菌斑附着，影响患者的口腔卫生。
2.合金的硬度
本实验表明，加入旧料超过40％后，合金中的碳化物开始粗化，蠕虫状的碳化物含量增多，氮化物的量也相应增加，从而使合金的硬度与No.1对照组相比有了明显的提高。临床上若使用太硬的合金铸造义齿支架，将会给加工制作、临床调磨带来困难，而且患者长期使用这种修复体，将导致牙体硬组织严重磨损，继而出现冷、热、酸等过敏症状，甚至龋坏。
3.延伸率
延伸率是反映合金塑性的指标。No.1～No.3合金晶粒结构相对均匀，拉伸过程中易协调变形，所以断裂前可有较大的塑性变形量，延伸率较高，塑性好。随着旧料加入量的增多，合金中出现晶粒局部粗大的现象，降低了合金变形过程中晶粒间的协调能力，减少了塑性形变量，另一方面，由于合金中硬质点化合物和微气孔的增多，拉伸过程中它们易形成应力集中源，导致裂纹的过早产生和发展，从而表现为延伸率的降低。其中含50％旧料的No.5的延伸率与No.1相比有显著性差异(P＜0.05)。临床上如果义齿支架塑性差，在根据需要调整卡环时将很困难，易产生加工硬化现象。使用这种修复体，将出现固位不良，甚至部分断裂，产生其它对口腔软硬组织的不良影响。因此从这一角度考虑，临床上使用含旧料的Co-Cr合金时一定要控制好旧料的加入量。
责任编辑：姚红祥 |