Failure analysis di protesi d’anca

SETTORE

Medicale

PROBLEMA

Rottura dello stelo della protesi

MATERIALE

Titanio grado 5

APPROCCIO

Esame visivo macroscopico
Esame allo stereomicroscopio per l’osservazione accurata delle superfici di frattura
Esame metallografico delle superfici di frattura
Microscopia SEM per l’esame frattografico
Caratterizzazione del materiale con misura di durezza

RISULTATI

Lo stelo della protesi risulta costituito da una lega di titanio grado 5 conforme alle normative ISO 5832-3 e ASTM F136, con durezza a cuore di 318 HV10. La microstruttura è omogeneamente equiassica, tipica del materiale allo stato ricotto, e non presenta alcuna anomalia.
Gli indizi frattografici raccolti, in particolare le evidenze di propagazione stabile con avanzamento transgranulare, sono concordi nell’indicare un rottura a fatica per flessione semplice, con innesco in corrispondenza del punto di contatto dell’accoppiamento conico stelo-collo.
L’estensione della propagazione stabile indica che i carichi responsabili della rottura sono di bassa entità. Le sollecitazioni a flessione sono compatibili con il presumibile schema di impianto del componente.
In corrispondenza della zona di innesco si rilevano lievi tracce di usura superficiale, che tipicamente favorisce la nucleazione di rotture a fatica. Tale usura è verosimilmente generata da micro-sfregamenti tra stelo e collo ed è un fenomeno tipicamente riscontrato su protesi anca di questo tipo.