一些金屬材料因為它們的力學性能（強度、韌性、疲勞強度）和耐腐蝕性相比其他生物材料，如聚合物和陶瓷，有獨特的組合，所以被認為是非常有前途的骨科植入物。金屬生物材料應用于一些醫療設備，如人工關節，骨板，螺絲釘，髓內釘，支架，脊柱內固定件，脊柱墊片，牙科植入物，線，起搏器殼和人工心臟瓣膜。

不銹鋼、鈷基合金、工業純鈦（CP-Ti）和鈦合金廣泛地被用于金屬生物材料。然而，對鈦及其合金越來越感興趣，特別是作為牙科和整形外科植入物，因為其相對較低的彈性模量，優異的生物相容性和比不銹鋼和鈷基合金更高的耐腐蝕性。但是，316L等級的不銹鋼仍是廣泛用于內部固定設備的材料，如斷裂板、螺釘、髖釘等，因為與其他金屬植入材料相比，它具有良好的機械性能、可接受的生物相容性、足夠的耐腐蝕性和低成本。使用316L不銹鋼作為生物植入的主要問題是其含鎳量高，也就是眾所周知的持續時間較長時產生不利影響的生物相容性和一些與健康有關的問題。

最近，印度Jindal鋼公司開發了一種新型奧氏體不銹鋼（216L），含有比316L鋼相對較低的鎳和較高的氮、錳，替代316L用于醫療應用。由于相當多的骨科植入物，尤其是髖部和腿部，受到大量的周期反復荷載，通常由于腐蝕疲勞而失效，采用模擬人體流體（SBF）方式，并與傳統的316L不銹鋼比較，進行了本次研究以描述新開發的216L不銹鋼的腐蝕疲勞行為。

本次研究的材料，一種新開發的奧氏體不銹鋼（216L）由印度Jindal鋼公司生產成直徑為18mm，長度為250mm的鍛棒。經1050℃鍛造的216L鋼棒在1050℃退火30min以均質化。同時，316L不銹鋼也由該公司生產，為203.2×203.2×16mm的板材，1050℃退火30min。兩者的化學成分如表1所示。機械拋光后，經15ml鹽酸和25ml硝酸的混合溶液侵蝕，表征兩種鋼的光學顯微組織。使用50KN螺桿驅動的InstronTM萬能試驗機測定兩種鋼的拉伸性能。所有拉伸試驗的試樣按BS技術標準No.12-1950制備，標距和直徑分別為15.4mm和4.5mm。在室溫以5×10-4s-1的應變速率進行拉伸試驗。完全反向負荷下（R=-1）進行充氣，模擬人體流體環境下使用50KN伺服液壓MTSTM（型號1810）進行軸向推-拉應力控制和應變控制疲勞試驗。模擬的人體流體成分如表2所示。

表1?216L不銹鋼和316L不銹鋼的化學成分（wt.%）

表2?模擬人體流體的成分（g/l）

研究結果表明：（1）在SBF環境下應力控制模式時，216L不銹鋼的疲勞壽命明顯比應力幅值低于±500MPa時的316L不銹鋼來得長。然而，應力幅值較大的316L不銹鋼顯示出比216L更長的疲勞壽命。（2）在空氣和SBF兩種環境下，研究了整個范圍內的總應變幅值：在總的應變控制模式下，216L鋼的疲勞壽命明顯比316L鋼長。（3）在空氣和在SBF環境下兩種鋼的循環應力反應有著顯著的差異。316L不銹鋼在循環后期到斷裂顯示出明顯的循環硬化，而216L不銹鋼從一開始直到斷裂均顯示出循環軟化。

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