мфтв васнецова. Учебник для медицинских и фармацевтических вузов и медицинских специалистов
 Скачать 4.23 Mb.
|
|
Потребительные свойства углеродистых сталей определяются их составом. Достоинством углеродистых сталей является то, что они отличаются высокими технологическими показателями в процессе переработки, поскольку4 невысокая твердость позволяет обрабатывать изделия из них резанием, а пластичность — получать проволоку и ленту высокой прочности. Кроме того, они не содержат дорогостоящих и дефицитных легирующих элементов и поэтому стоят недорого. Вместе с тем углеродистые стали имеют существенные недостатки. Прежде всего, это ржавеющие материалы, легко поддающиеся коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Они имеют недостаточно высокую прочность, низкую вязкость и теплостойкость, хрупкость и плохо прокаливаются, что ограничивает их применение для изготовления режущих инструментов. Поэтому, их чаще всего применяют для режущих инструментов, толщина рабочей части которых не превышает 10—12 мм. При резком охлаждении в процессе закалки изделий из таких сталей усиливается деформация, что приводит к образованию трещин. Низкая теплостойкость может приводить к недопустимо большому снижению твердости после переточки инструментов. Легированные стали — содержат углерода до 1,5—2,0%, а также различное количество специальных легирующих химических элементов: Со, Cr, Ni, V, W, Al, Mn, Si, Mo и др. Поэтому такие стали чаще всего, классифицируют, исходя из названия легирующих элементов: стали хромистые, хромоникелевые, хромоникельмолибде- новые и т.д. Марка стали обозначается сочетанием букв и цифр. Для конструкционных марок стали первые две цифры показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Легирующие элементы в марке стали обозначают следующими буквами: хром — X, никель — Н, молибден — М, вольфрам — В, кобальт — К, титан — Т, азот — А, марганец — Г, медь — Д, ванадий — Ф, кремний — С, фосфор — П, алюминий — Ю, бор — Р, ниобий — Б, цирконий — Ц. Содержание легирующих элементов, если оно превышает 1,5%, ставят после соответствующей буквы в целых единицах. Например, сталь марки 18ХГТ содержит 0,18% С; 1% Сг; 1% Мп и около 1% Ti; марки 12НХЗ-0,12% С; 1% Сг; 3% Ni. В зависимости от числа легирующих элементов стали классифицируют на трехкомпонентные (содержат кроме железа и углерода один какой-либо легирующий элемент), четырехкомпонентные и т.д. По степени легирования, т.е. по содержанию легирующих элементов, стали условно подразделяют на низколегированные (содержат в общем 1—5% легирующих элементов), среднелегированные (до 10%) и высоколегированные или нержавеющие (более 10%). Потребительные свойства легированных сталей определяются не только числом легирующих компонентов и степенью легирования, но и рациональной термической обработкой. При этом изменяются механические и физико-химические свойства изделий из них. Как правило, легирующие элементы существенно повышают сто имость стали, а некоторые из них, к тому же, являются дефицитными металлами, а поэтому добавление их в сталь должно быть строго обосновано. Как видно из рис. 17.2, по назначению легированные стали подразделяют на четыре основные группы: общего назначения, конструкционные, инструментальные и с особыми свойствами. В медицине чаще всего используют последние три (см. рис. 17.5). Конструкционные стали применяются для изделий, не испытывающих больших нагрузок. Инструментальные стали предназначены для изготовления режущих и измерительных медицинских инструментов. Стали с особыми свойствами предназначаются для изготовления медицинских изделий обладающих высокой коррозионно- и износостойкостью, а также для деталей электротехнического назначения. К их числу относятся нержавеющие стали, которые наиболее широко применяются для изделий медицинского назначения. Нержавеющие (коррозионностойкие) стали — это стали, стойкие против атмосферной коррозии. В них Сг — основной легирующий элемент, который обеспечивает при содержании более 12,5% высокую стойкость к агрессивным средам, за счет образования на поверхности изделия защитной плотной пассивной пленки оксида хрома (Сг203). Нержавеющие хромистые стали содержат Сг в пределах 11,5—30%. В табл. 17.3 приведен химический состав основных марок нержавеющих хромистых сталей (по ГОСТ 5632-72), применяющихся для изготовления медицинских изделий (инструментов) большинства видов.  Рис. 17.5. Классификация легированных сталей, применяемых в медицине назначения Потребительные свойства хромистых сталей определяются содержанием в них хрома. В целом, они имеют хорошие технологи- Таблица 17.3. Химический состав основных марок нержавеющей хромистой стали (см. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки)
ческие качества и коррозионную стойкость, что позволяет организовать экономичное и эффективное производство массовых медицинских инструментов. Износостойкость таких сталей при прочих равных условиях возрастает с увеличением содержания углерода. В качестве износостойких сталей для изготовления режущих инструментов используют стали с содержанием углерода более 0,35%. Однако при этом надо иметь в виду, что с увеличением количества углерода более 0,70% в структуре стали появляются крупные избыточные хромосодержащие карбиды и карбидная неоднородность, которые, с одной стороны, затрудняют обработку и мешают формировать тонкую режущую кромку, а с другой, уменьшая содержание хрома и углерода в твердом растворе, — снижают коррозионную стойкость. При товароведческом анализе медицинских инструментов практическим критерием коррозионной стойкости медицинских инструментов, изготовленных из этих сталей, является максимальное значение твердости, что свидетельствует об оптимальном количестве растворенных в матрице карбидов. Нержавеющие хромоникелевые стали в качестве основного элемента, повышающего потенциал железа, содержат хром. Его содержание должно быть обычно в пределах 13—30%. Никель (7—20%) только дополнительно повышает технологические свойства и коррозионную стойкость этих сталей. В табл. 17.4. приведен химический состав основных марок нержавеющих хромоникелевых и других сталей. Из многочисленных марок легированных инструментальных сталей в медико-инструментальной промышленности нашли применение: сталь марки 12Х18Н9Т (0,12% углерода, 18% хрома, 9% никеля и 1% титана) для изготовления стерилизаторов, инъекционных игл, зубных коронок, сталь ХВ5 (1,25—1,45% углерода; 4,0—5,0% вольфрама; 0,40—0,70% хрома; 0,15—0,30% ванадия) для зубных Таблица 17.4. Химический состав основных марок нержавеющих хромо- никелевых и других сталей (ГОСТ Р 50328.1—92)
боров и др. Как и углеродистые инструментальные стали, сталь ХВ5 имеет весьма низкую коррозионную стойкость, теплостойкость и прокаливаемость, склонна к образованию трещин и хрупкому разрушению. Кроме того, из-за большого содержания вольфрама эта сталь дорога и дефицитна. Нестандартные стали обозначают различным образом. В старой нормативной документации можно встретить обозначение буквами ЭИ и ЭП и номером. Такая маркировка показывает, что сталь выплавлена на заводе «Электросталь» (буква Э), сталь исследовательская (буква И) или пробная (буква П). Потребительные свойства нержавеющих хромоникелевых сталей определяются введением в их состав никеля, что обуславливает более высокую коррозионную стойкость. Они сохраняют прочность до более высоких температур, менее склонны к росту зерна при нагреве и, в то же время, не теряют пластичности при низких температурах. Кроме того, нержавеющие хромоникелевые стали обладают лучшими технологическими свойствами по сравнению с хромистыми нержавеющими сталями, в частности, лучше свариваются. Они, как и хромистые, коррозионностойки в окислительных средах. Прокат из хромоникелевых сталей изготавливается практически любой формы и размера. Вместе с тем хромоникелевые коррозион- ностойкие стали относительно дороги и дефицитны. Поскольку до сих пор в ЛПУ и учебных учреждениях находятся медицинские инструменты, изготовленные до принятия новых стандартов и ГОСТ 30208-94 (ИСО 7153-1-88)/ ГОСТ Р 50328.1-92 (ИСО 7153-1-88) Инструменты хирургические. Металлические материалы. Часть 1. Нержавеющие стали, то ниже приведены назначения как наиболее часто применявшиеся в 1970—1990 гг. марки нержавеющих сталей (табл. 17.5), так и рекомендуемые новым международным стандартом (табл. 17.6). Таблица 17.5. Назначение различных марок нержавеющих сталей
Таблица 17.6. Назначения марок сталей, рекомендованных международным стандартом ГОСТ 30208-94 (ИСО 7153-1-88)/ГОСТ Р 50328.1-92 (ИСО 7153-1-88).
Дополнительное легирование хромоникелевых сталей молибденом и медью повышает их коррозионную стойкость и кислотостой- кость. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||