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                            醫用不銹鋼特點有哪些
                            發布者:不銹鋼管廠(www.txhadsj.cn) 發布時間:2021/3/30 閱讀:385

                             不銹鋼是指一系列在空氣、水、鹽溶液、酸以及其它腐蝕介質中具有高度化學穩定性的鋼種。狹義上把鉻(Cr)含量大于12%的鋼稱為不銹鋼。不銹鋼表面會自鈍化生成一層Fe、Cr氧化物層,該氧化物層能夠保護鋼表面長久不生銹。

                             

                             不銹鋼大規模商用將近百年,被暢銷書《迷人的材料——10種改變世界的神奇物質和它們背后的科學故事》評價為“現代社會的縮影”。Leon Guillet于1904年~1906年間研究Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金,隨后在1911年,Philip Monnartz發現當Cr含量超過12wt.%時,鋼在大氣環境中表現出不銹的特質。而真正使不銹鋼大規模商用則應歸功于Harry Brearley在1912年開發耐磨損的槍管用鋼時的無心插柳。1915年,Harry Brearley為他發現的不銹鋼申請了專利,隨后不銹鋼開始了大規模商用,并由此走進千家萬戶。

                             

                             按照相組成的不同,不銹鋼可分為奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和雙相不銹鋼四大類。醫用金屬材料使用的主要是奧氏體不銹鋼與馬氏體不銹鋼。馬氏體不銹鋼強度高、硬度高,主要被用作外科手術器械。奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性、優異的綜合力學性能、易加工成型,且為順磁性,被廣泛應用于醫用植入物與非植入醫療器械。其中尤以316L奧氏體不銹鋼(國標牌號為00Cr17Nil2Mo2.5)在臨床上應用最為廣泛,并且被美國試驗與材料學會(American Society for Testing and Materials,ASTM)優先推薦。

                             

                             奧氏體不銹鋼無鐵磁性是其可作為植入材料的前提。316L不銹鋼中最重要的奧氏體穩定元素為鎳(Ni),但過多的Ni離子溶出會對人體產生致敏、致畸等嚴重不良反應。因此,許多國家的醫用金屬標準逐漸降低了Ni含量。與此同時,目前使用的大多數醫用不銹鋼的耐腐蝕性能與力學性能也存在問題。據1995年的一份回顧性報道,在50件由于失效而從體內取出的不銹鋼植入器件中,42%失效由于斷裂,24%失效歸因于腐蝕。由疲勞導致的734合金股骨柄斷裂不良事件比例仍然較高。這種斷裂失效與疲勞裂紋的形核與點蝕坑的形成及其產生的應力集中相關。

                             

                             基于以上存在的問題,研究者都希望能夠開發出無鎳且兼具更佳耐蝕性能和力學性能的奧氏體不銹鋼。高氮奧氏體不銹鋼(High nitrogen austenitic stainless steels,HNASS)是其中一種性能出眾的奧氏體不銹鋼。它采用氮(N)部分(或全部)替代Ni以獲得穩定的奧氏體組織。Speidel等研究表明,lwt.%的N穩定奧氏體能力相當于18wt.%的Ni。此外N的加入還能提高奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能,特別是耐局部腐蝕能力。同時,N在鐵的晶格中作為間隙原子存在,能夠明顯提升奧氏體不銹鋼的綜合力學性能。

                             
                             

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