Научные основы и технологические решения получения высокопрочных алюминийсодержащих коррозионностойких сталей для мединструмента

• Автор: Мальцева, Людмила Алексеевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 403 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ (СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ)

1 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА МАРТЕНСИТИОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ НА Бе-Сг-М ОСНОВЕ 47 2 Л Основные закономерности формирования структуры и свойств
при термической и пластической обработках сложнолещрованной маргепсшностареющей стали 03Х12Н8К5М2ЮТ

2ЛЛ Влияние температуры нагрева мод закалку

2Л.2 Влияние холодной пластической деформации

2Л.З Влияние режимов старения

2Л .4 Фазовые и структурное превращения при нагреве

2Л .4Л Изменение тонкой структуры при нагреве

2 Л .4.2 а<->у переход и стабилизация аустенита

2.1.4.3 Изменение физических свойств исследуемой стали 76 2.1.4.4. Структурные изменения при нагреве
2.1.5. Результаты релаксационных испытаний
2.2 Влияние термомеханической обработки на свойства экономнолегированных мартснситностареющих сталей
Выводы по главе
3 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА МЕТАСТАБИЛЬНОЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ
03Х14Н11К5М2ЮТ
3.1 Выбор температурных режимов закалки
3.2 Влияние пластической деформации на структуру и
свойства стали
3.3 Влияние нагружения на изменение механических свойств исследуемой стали

3.4 Влияние последеформационного старения на структуру и свойства
Выводы по главе
4 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА АУСТЕНИТНО-ФЕРРИТНОЙ СТАЛИ 03Х14Н10К5М2Ю2Т
4.1 Деформационно-термическое упрочнение аустенитно-фсрритных сталей
4.1.1 Выбор температуры нагрева под закалку
4.1.2 Структура, свойства и фазовые превращения при нагреве
4.1.3 Влияние холодной пластической деформации и последующего старения на свойства исследуемой стали
ОЗХ14Н10К5М2Ю2Т
Выводы по главе
5 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И СВОЙСТВА ФЕРРИТНОЙ СТАЛИ 03Х13Н10ІС5М2Ю6Т
Выводы по главе
6 ПРИМЕНЕНИЕ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ И ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТОК ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ
6.1 Химико-термическая обработ ка
6.2 Лазерная обработка
Выводы по главе
7 КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ИССЛЕДУЕМЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ
СТАЛЕЙ
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

1 ВВЕДЕНИЕ
(СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ)
Быстрое развитие медицинской техники требует не только совершенствования конструктивных решений медицинского инструмента, но и подбора новых материалов, которые бы обеспечивали высокое качество и надежность, увеличивали срок службы инструмента, улучшали его функциональные свойства. Для обеспечения новейших методов операций в сосудистой хирургии, нейрохирургии и офтальмологии и других областях медицины создаются новые микрохирургические инструменты, которые изготавливаются из тонкой или тончайшей проволоки. К сталям для медицинских инструментов, имеющих тонкие рабочие части, сложную форму, подвергающимся воздействию агрессивных сред и значительным удельным нагрузкам, предъявляют повышенные требования. Для сталей основных видов медицинского инструмента имеются международные стандарты.
Подавляющее большинство медицинского инструмента изготавливают из коррозионностойких сталей и сплавов. Однако используемые в настоящее время для изготовления медицинских инструментов стали и сплавы не полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам для этих целей. Рассмотрим некоторые достоинства и недостатки наиболее распространенных промышленных сталей и сплавов, используемых для изготовления мединструмента [1..3].
Для изготовления скальпелей и ножей применяют коррозионностойкие мартенситные стали 10Х13М (ЭИ515) и 95X18. Эти стали обеспечивают получение высокой твердости и износостойкости, но не обладают достаточно высокой коррозионной стойкостью, инструменты из этих сталей подвержены коррозии при хранении и эксплуатации. Кроме того, стали имеют значительную структурную неоднородность и крупные карбиды, и как

400млН3Р04 + 60 г СгОз при напряжении 15..20 В и плотности тока
2,5 А/см2 при комнатной температуре. Электронограммы снимали с фольги в режиме электронографа [150].
Рентгенофазовый и рентгеноструктурный методы применялись для определения фазового состава сталей, периодов кристаллической решетки и величины микронапряжений. Съемку проводили на дифрактометре ДРОН-2 при кобальтовом излучении в диапазоне углов 20 = 26. Л 46°, что соответствует значениям d/n — 3,58..1,01 с записью на диаграммную ленту. Значения выявленных пиков рассчитывали по формуле Вульфа-Брегга:

dп =
' 2sin6 ( ’
где d/n - межплоскостное расстояние, нм; X - длина волны рентгеновского
излучения, нм; 0 - угол Вульфа-Брегга. Сравнивая эти значения с
табличными, определяли наличие той или иной фазы.
Расчет периодов кубической решетки фаз производили по формуле:
x-Jh2+k2+l2

2sin0 У ’
где а - период решетки; Н, К, L - индексы соответствующей плоскости.
Ошибку в определении периода решетки рассчитывали по формуле:
Аа = ±а ctg0 Д0. (1.5)
Определение периодов кристаллической решетки производили по линиям (311) п (222) аустенита, (211) мартенсита. Период кристаллической решетки вычислялся преимущественно по положению максимума
интенсивности [151]. Ошибка в определении периода кристаллической решетки не превышала 1 -10"4 нм. Физическое уширение линий (110) и (211) мартенсита и (111), (220) и (311) аустенита определяли методом аппроксимации.