Ist Edelstahl 304 in medizinischer Qualität?

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Im Vergleich zu industriellem Edelstahl hat medizinischer Edelstahl aufgrund seiner Haupteigenschaften, die Auflösung von Metallionen zu reduzieren und lokale Korrosion wie interkristalline Korrosion und Spannungskorrosion zu vermeiden, strengere Anforderungen an die chemische Zusammensetzung. Der Gehalt an Legierungselementen wie Ni und Cr ist höher als der von gewöhnlichem rostfreiem Stahl (normalerweise die Obergrenze von gewöhnlichem rostfreiem Stahl), während der Gehalt an Verunreinigungen wie S und P niedriger ist als der von gewöhnlichem rostfreiem Stahl. Medizinischer Edelstahl ist seit Jahren das bevorzugte Material für chirurgische Anwendungen, insbesondere in der Intensivpflege und in chirurgischen Situationen. Die Elemente Ni und Cr weisen eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf, wodurch es für Zwecke verwendet werden kann, bei denen orthopädische Implantate, Mundhöhle und medizinische Geräte erforderlich sind. Edelstahl, eine Art von Ni-Cr-Legierung, bietet eine Vielzahl von Vorteilen im Vergleich zu Edelstahl allgemeiner Güte. Die Art der Legierung, die in medizinischem Edelstahl, der in chirurgischen Instrumenten verwendet wird, verwendet wird, ist entscheidend für die Korrosionsbeständigkeit des Instruments und die Freiheit von inneren Fehlern und Lücken.

Viele rostfreie Stähle können für medizinische Zwecke verwendet werden, von denen der Austenitische 316 (AISI 316L), bekannt als „Chirurgiestahl“, am häufigsten verwendet wird. AISI 301 ist das am häufigsten verwendete Metall für die Herstellung von medizinischen Federn. Andere häufig verwendete Edelstähle für medizinische Zwecke sind 420, 440 und 17-4PH. Diese martensitischen Edelstähle sind nicht so korrosionsbeständig wie die austenitischen Edelstähle 316, haben aber eine höhere Härte. Daher werden martensitische Edelstahlanlagen für Schneidwerkzeuge oder andere nicht implantierbare Geräte verwendet. Bei Kaltverformung gewinnt das Material an Elastizität, verliert aber an Korrosionsbeständigkeit. Medizinischer Edelstahl hat aufgrund seiner unübertroffenen Haltbarkeit, Wärmebehandlungsbeständigkeit, chirurgischen Funktionalität und Korrosionsbeständigkeit weit verbreitete Popularität erlangt. Es wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Krankenhaussitzgestelle, Wiegen, Endplatten, OP-Handschuhe, Infusionsständer und Klammern. Aufgrund seiner extremen Widerstandsfähigkeit und der Notwendigkeit für den Einsatz in Spezialanwendungen ist es zwingend erforderlich, dass Hersteller, die diese Edelstahlsorte verwenden, die Qualitätskontrolle und die Herstellungsspezifikationen genau beachten. Die gängigsten medizinischen Edelstähle, die bei der Herstellung von chirurgischen Instrumenten verwendet werden, sind 304 und 316. Die besten Legierungen weisen jedoch einen geringeren Kohlenstoffgehalt und zugesetzten Mo auf, wie 316L- und 317L-Stahl.

Edelstahl 304, nämlich Edelstahl 18-8, Edelstahl der Serie 304 enthält auch weniger Kohlenstoff 304L, 304H für hitzebeständige Zwecke, gibt es eine Frage, kann Edelstahl 304 für medizinische Zwecke verwendet werden? Es ist eine Tatsache, dass in 1926,18% CR-8% Ni Edelstahl (AISI 304) wurde zuerst als orthopädisches Implantatmaterial und später in der Stomatologie verwendet. Erst 1952 wurde in der Klinik Edelstahl AISI 316 mit 2 % Mo verwendet und nach und nach den Edelstahl 304 ersetzt. Um das interkristalline Korrosionsproblem von Edelstahl zu lösen, wurden in den 1960er Jahren die ultra-kohlenstoffarmen Edelstahl AISI 316L und AISI 317L mit guter Biokompatibilität, mechanischen Eigenschaften und besserer Korrosionsbeständigkeit im medizinischen Bereich eingesetzt. Ni ist jedoch ein potentieller Sensibilisierungsfaktor für den menschlichen Körper. In den letzten Jahren haben viele Länder den Ni-Gehalt in täglichen Bedarfsgegenständen und medizinischen Metallmaterialien begrenzt, und der maximal zulässige Ni-Gehalt wird immer niedriger. Die 94 veröffentlichte Norm 27/1994/EG des Europäischen Parlaments fordert, dass der Ni-Gehalt in den in den menschlichen Körper implantierten Materialien (Implantatmaterialien, kieferorthopädischer Zahnersatz usw.) 0.105 % nicht überschreiten darf; Bei Metallmaterialien (Schmuck, Uhren, Ringe, Armbänder usw.), die lange Zeit der menschlichen Haut ausgesetzt sind, sollte die maximale Ni-Menge 015 Lg/cm2 pro Woche nicht überschreiten. Heute wird 304 noch bei der Herstellung gängiger medizinischer Instrumente wie Spritzen, medizinische Scheren, Pinzetten und Skalpellserien verwendet.

 

Unterschied zwischen 2B und 2D Edelstahlblech

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Edelstahl ist aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, guten mechanischen Eigenschaften und Bearbeitungseigenschaften zu einem weit verbreiteten Metallmaterial geworden. Verschiedene Verarbeitungsmethoden und Kaltwalzen nach der Verarbeitung kann die Edelstahloberfläche unterschiedliche Oberflächengüte, Körnung und Farbe aufweisen. Die Oberflächenbearbeitung von kaltgewalztem Edelstahlblech hat 2D, 2B, No.3, No.4, 240, 320, No.7, No.8, HL, BA, TR harten Zustand, geprägte Oberflächengüte. Es kann außerdem zum Galvanisieren, Elektropolieren, ungerichteten Haaransatz, Ätzen, Kugelstrahlen, Färben, Beschichten und anderen tiefverarbeitenden Oberflächen auf Basis des kaltgewalzten Edelstahls verwendet werden. Kaltgewalztes Edelstahlblech ist weit verbreitet in Bau, Dekoration, Haushaltsgeräten, Schienenverkehr, Automobil, Aufzug, Container, Solarenergie, Präzisionselektronik und anderen Bereichen, einschließlich Bau, Dekoration, Aufzug, Container und andere Produkte, verwendet direkt 2D, 2B , BA, Schleifen und eine andere Oberfläche nach der Kaltwalzbearbeitung, und Haushaltsgeräte, Schienenverkehr, Automobile, Solarenergie, Präzisionselektronik und andere Industrien verwenden oft die direkte Verarbeitung von kaltgewalzten Edelstahlblechen oder flaches Schleifen und Polieren von Edelstahlblechen.

 

No.2D Edelstahlblech

No.2D ist eine Art kaltgewalzte matte Oberfläche ohne Oxidzunder. Nach dem Kaltwalzen durchläuft es nur die Wärmebehandlung und das Beizen. Der Glanz seiner Oberfläche wird durch den Verformungsgrad des Kaltwalzens und die Oberflächenbeschaffenheit der Arbeitswalzenoberfläche des Fertigproduktstichs bestimmt und hängt auch mit dem Beizverfahren zum Entfernen von Oxidation zusammen. No.2D surface enthält auch eine raue Oberflächenwalze zum leichten Nivellieren auf der oben genannten Basis. Die Walze mit rauer Oberfläche ist ein spezielles Verfahren zum Beschichten der Walzenoberfläche, d. h., auf der Walzenoberfläche werden eine Reihe von harten Phasenwechselpartikeln gebildet, und die unebene Oberflächenstruktur wird auf der Oberfläche der Stahlplatte während den Nivellierungsvorgang. Diese Art von Oberfläche ist für den Tiefziehumformprozess geeignet, kann die Reibung und den Kontaktzustand zwischen Stahlplatte und Matrize verbessern, ist förderlich für den Materialfluss, verbessert die Umformqualität des Werkstücks. No.2D-Oberflächen-Edelstahl wird häufig beim Bau von Vorhangfassaden verwendet, insbesondere in den Teilen des Gebäudes, die keine Reflexion erfordern. Die vom Instrument gemessene Rauhigkeit Ra der Oberfläche beträgt etwa 0.4 bis 1.0 μm.

 

Nr.2B Edelstahlblech

Der größte Unterschied zwischen Nr. 2B und der 2D-Oberfläche besteht darin, dass Nr. 2B einen reibungslosen Prozess der Nivellierungswalze hat, es im Vergleich zur 2D-Oberfläche heller aussieht, das Instrument, das die Oberflächenrauheit des Ra-Werts misst, 0.1 ~ 0.5 µm beträgt. ist das gebräuchlichste Verfahren und hat die umfangreichste Anwendung, geeignet für die chemische Industrie, Papierherstellung, Öl-, Medizin- und andere allgemeine Zwecke, auch für den Bau von Wänden.

Optik

 

 Eigenschaften Farbe Prozess Anwendungen
Nr.2D Die Oberfläche ist eben und matt Glänzendes Silberweiß

 

 Warmwalzen + Glühen Kugelstrahlen Beizen + Kaltwalzen + Glühen Beizen 2D eignet sich für nicht strenge Oberflächenanforderungen, allgemeine Zwecke, tiefe Stanzbearbeitung wie Automobilkomponenten, Wasserleitungen usw.
Nr. 2B Mehr Glanz als NO.2D Silbrigweiß mit besserem Glanz und besserem Finish als 2D-Oberflächen Warmwalzen + Glühen Hämmern Beizen + Kaltwalzen + Glühen Beizen + Abschrecken und Anlasswalzen. Auf die NO.2D-Behandlung folgt ein abschließendes mildes Kaltwalzen mit einer Polierwalze, die die am häufigsten verwendete Oberflächenbearbeitung ist Allgemeine Anwendungen wie Geschirr, Baumaterialien usw.

 

 

 

Was ist das 8K Spiegel-Edelstahlblech?

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Aufgrund seiner einzigartigen Korrosionsbeständigkeit, guten Verarbeitungsleistung und exquisiten Oberflächenerscheinung wird Edelstahl in vielen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Energie, Militär, Bauwesen, Petrochemie usw. Polieren ist ein wichtiger Teil des rostfreien Stahlplatte in der Dekorationsindustrie ist es der Zweck, den endgültigen Spiegel (8K) aus Edelstahl zu erhalten. 8K-Oberfläche (Nr.8) ist die spiegelpolierte Oberfläche, hohes Reflexionsvermögen, klares Reflexionsbild, normalerweise mit Auflösung und Oberflächenfehlerrate, um die Qualität von Spiegeledelstahl zu messen, allgemeine visuelle Beurteilung: Stufe 1 ist die Oberfläche, die spiegelglatt ist , kann die menschlichen Gesichtszüge und Augenbrauen deutlich sehen; Level 2 ist die Oberfläche ist hell, kann die menschlichen Gesichtszüge und Augenbrauen sehen, aber der Augenbrauenteil ist nicht klar; Stufe 3 ist eine gute Oberflächenhelligkeit, kann die Gesichtszüge und Umrisse der Person sehen, Augenbrauenteil verschwommen; Stufe 4 ist der Oberflächenglanz, kann aber die Gesichtszüge der Person nicht sehen; Grade 5 ist eine graue und matte Oberfläche.

 

Die Edelstahl-Spiegelplatte wird durch das Hochglanzpolieren der Ausgangsoberfläche der Edelstahlplatte BA, 2B oder No.1 Polieren, um der Spiegeloberfläche ähnlich zu werden (wissenschaftliche Bezeichnung 8K-Spiegel oder No.8). Die Spiegelstahlplatte ist das Substrat für die Verarbeitung nachfolgender Farb- oder Ätzplatten. hauptsächlich in allen Arten von Dekorations- oder Metalloptikprodukten verwendet. Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl hängt von seiner Legierungszusammensetzung (Chrom, Nickel, Titan, Silizium, Mangan usw.) und der inneren Struktur ab, die beim Element Chrom eine entscheidende Rolle spielt, es kann einen Passivierungsfilm auf der Oberfläche von Edelstahl bilden Stahl, das Metall und die Außenweltisolierung erzeugen keine Oxidation, verbessern die Korrosionsbeständigkeit von Stahlplatte. Die Zahl „8“ in 8K bezieht sich auf den Anteil des Legierungsanteils, und der Buchstabe „K“ bezieht sich auf den nach dem Polieren erreichten Reflexionsgrad (K ist der Spiegelreflexionsgrad). 8K-Spiegel ist die Spiegelsorte von Chrom-Nickel-Stahl.

 

Herkömmlicher Spiegel-Edelstahl umfasst auch 6K,10K,12K usw. Je größer die Zahl, desto feiner ist auch der Spiegel. 6K bezieht sich auf die grobe Schleif- und Polierspiegelplatte, 10K bezieht sich auf die feine Schleif- und Polierspiegelplatte, die dem gewöhnlichen Spiegel entspricht; Und 12K bezieht sich auf die ultrafeine Schleifpolierspiegelplatte, die optische Zwecke erfüllen kann. Je höher die Helligkeit, desto größer das Reflexionsvermögen und desto weniger Oberflächendefekte. In einigen nicht strengen Gesangsformen können sie zusammenfassend als 8K bezeichnet werden. Die wichtigsten Poliertechniken, die verwendet werden, um hochwertigen Spiegeledelstahl zu erhalten, sind elektrolytisches Polieren, chemisches Polieren und mechanisches Polieren.

 

Elektrolytisches Polieren

Elektrolytisches Polieren ist das Einweichen in den Elektrolyten, um hochwertigen Edelstahl auf der Oberfläche eines Polierprozesses zu erhalten, wobei der Edelstahl als Anode bei diesem Prozess mit Hilfe eines Gleichstroms durch den Elektrolyten spezifische Lösung zu einem Metall fließt, die Anodenoberfläche, um einen hohen spezifischen Widerstand einer dicken Schleimhaut zu bilden, die dicke Schleimhaut in der mikrokonkaven und konvexen Oberfläche von Edelstahlprodukten in unterschiedlicher Dicke, führt zur Anodenoberfläche Stromdichte der Mikroverteilung ist nicht gleichmäßig, die Stromdichte in der Ausbuchtung, löst sich schnell auf, die konkave Stromdichte ist klein, löst sich langsam auf, um die Oberflächenrauheit von Edelstahl zu reduzieren, das Niveau und die Helligkeit zu verbessern und eine Passivierungsschicht ohne Defekte zu bilden. Die elektrolytische Polierlösung muss ausreichend Oxidationsmittel enthalten und keine aktiven Ionen können den Passivierungsfilm zerstören.

 

Chemisches Polieren

Das Prinzip des chemischen Polierens und des elektrolytischen Polierens sind ähnlich, der Edelstahl wird in eine bestimmte Zusammensetzung der Lösung gebracht, die Oberfläche des mikroerhabenen Teils der Auflösungsrate ist größer als der mikrokonkave Teil der Auflösungsrate, und die Edelstahloberfläche ist glatt, glatt. Es ist ersichtlich, dass das Prinzip des chemischen Polierverfahrens und des elektrolytischen Polierverfahrens im Wesentlichen gleich ist, aber das elektrolytische Polieren mit zusätzlicher Spannungselektrolyse unter der erzwungenen Einwirkung, um die Auflösung des erhabenen Teils zu beschleunigen, und das chemische Polierverfahren ist vollständig abhängig von der Selbstkorrosionsfähigkeit der Lösung, um die Oberfläche von Edelstahl zu glätten.

 

Mechanisches Polieren

Mechanisches Polieren bezieht sich auf die mit hoher Geschwindigkeit rotierende Polierscheibe mit Polierpaste, um die unebene Oberfläche von Edelstahl mechanisch zu beseitigen und eine glänzende Oberflächenbearbeitung zu erzielen. Die Polierscheibe wird verwendet, um ihren Körnigkeitsgrad entsprechend den verschiedenen Arten von Stoffen zu unterscheiden, die von ihr hergestellt werden, und die Hauptstrukturformen sind genähter Typ, gefalteter Typ und so weiter. Polierpaste je nach Polierbedarf durch Polierfähigkeit aus Chromoxid und Binder bestehend aus grüner Polierpaste, es gibt auch durch abrasive, organische Paste, Zusätze aus Polierwachs. Mechanisches Polieren wird im Allgemeinen in Grobpolieren, Feinpolieren oder gleichzeitiges Polieren mit verschiedenen Polierpasten und Polierscheiben unter Einwirkung mechanischer Rotation, dem endgültigen Reflexionsbild von klarem Spiegeledelstahl, unterteilt. Wenn der Benutzer BA Edelstahl zum Hochglanzpolieren wählt, ist kein grober Polierprozess erforderlich.

Edelstahlrohrgüten für Öl- und Gasfelder

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Im Allgemeinen können einige niedriglegierte Stähle die Anforderungen für eine korrosive Öl- und Gasumgebung mit H2S erfüllen, aber die korrosive Umgebung mit CO2 oder H2S, CO2, Cl – Koexistenz, wo der martensitische Edelstahl benötigt, Duplex-Edelstahl oder sogar Nickelbasislegierungen . Die 1988er Version von API 5CT fügte korrosionsbeständige Rohrstahlgüten hinzu, spezifizierte die Stahlgüte C75 mit martensitischen Edelstahlgüten von 9Cr und 13Cr

 

Hohe Festigkeit Mtensitisches Edelstahlrohr für Ölquelle

 In der feuchten Umgebung mit CO2 als Hauptgas treten häufig lokale Korrosionsschäden an Bohrlochrohren auf, wie Lochfraßkorrosion und interkristalline Korrosion usw. Wenn Cl – vorhanden ist, wird die lokale Korrosion verstärkt. Es wird allgemein angenommen, dass die Korrosion ignoriert werden kann, wenn der Kohlendioxiddruck niedriger als 0.021 MPa ist, und die Korrosion tritt auf, wenn der Kohlendioxiddruck 0.021 MPa erreicht. Wenn der pCO2 höher als 0.021 MPa ist, sollten geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen ergriffen werden. Im Allgemeinen treten keine Schäden durch Lochfraß auf, wenn der co2-Anteil unter 0.05 MPa liegt.

Es wurde nachgewiesen, dass die Wirkung der Verwendung eines Retardmittels zur Verhinderung der CO2-Korrosion begrenzt ist und die Wirkung der Verwendung von hochchromhaltigem Stahl wie 9%-13% Cr-Stahl besser ist. Seit den 1970er Jahren verwenden einige Erdgasquellen 9% Cr- und 13 Cr%-Edelstahlrohre, um CO2-Korrosion zu verhindern. Das American Petroleum Institute (API) empfiehlt martensitische 9Cr- und 13Cr-Edelstahlrohre (API L80-9Cr und L80-13Cr) für den standardisierten Einsatz. 13Cr-Stahl hat eine bessere Beständigkeit gegen CO2-Korrosion, während 9Cr-1Mo-Stahl eine bessere Beständigkeit gegen H2S-Spannungsrisskorrosion aufweist. Grundsätzlich ist keiner der beiden Stähle geeignet, wenn H2S in einer CO2-Atmosphäre vorhanden ist. Wenn H2S in CO2-Ölquellen vorhanden ist, sollte die SSCC-Beständigkeit des Ölquellenrohrs so weit wie möglich verbessert werden und die Abschreck- und Anlasswärmebehandlung sollte angewendet werden, um einen einheitlichen Martensit zu erhalten, und die Härte sollte so weit wie möglich unter HRC22 gehalten werden .

Die Edelstahl-Ölquelle

Klasse C Mo Cr Ni Cu
9Cr ≤ 0.15 0.9-1.1 8.0-10.0 ≤ 0.5 /
13Cr 0.15-0.22 / 12.0-14.0 ≤ 0.5 /
SUP9Cr ≤ 0.03 1.5-2.5 12.0-13.5 4.0-6.0 /
SUP13Cr ≤ 0.03 1.5-2.5 14.0-16.0 5.0-7.0 0.5-1.5

Allerdings weisen API 13Cr-Stahlrohre eine deutlich reduzierte CO2-Beständigkeit und eine verkürzte Lebensdauer auf, wenn die Ölquellentemperatur 150 °C oder mehr erreicht. Um die Korrosionsbeständigkeit von API 13Cr-Stahlrohren gegenüber CO2 und SSC (Sulfide Stress Cracking) zu verbessern, wurden kohlenstoffarme SUP13Cr-Stahlrohre mit Ni- und Mo-Zusätzen entwickelt. Das Stahlrohr kann in nassen Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohen CO2-Konzentrationen und einem geringen Anteil an Schwefelwasserstoff eingesetzt werden. Die Struktur dieser Rohre besteht aus angelassenem Martensit und weniger als 5 % Ferrit. Die Korrosionsbeständigkeit gegenüber CO2 kann durch die Reduzierung von Kohlenstoff oder die Zugabe von Cr und Ni verbessert werden, und die Korrosionsbeständigkeit gegenüber Lochfraß kann durch die Zugabe von Mo verbessert werden. Im Vergleich zu API 13Cr-Stahlrohren ist die Korrosionsbeständigkeit gegenüber CO2 und SSC stark verbessert. In derselben korrosiven Umgebung beträgt die Korrosionsrate von API 13Cr-Stahlrohr beispielsweise mehr als 1 mm/a, während die Korrosionsrate von SUP13Cr-Stahlrohr auf 0.125 mm/a reduziert wird. Mit der Entwicklung von tiefen und ultratiefen Bohrlöchern steigt die Ölquellentemperatur weiter an. Wenn die Ölquellentemperatur weiter auf mehr als 180 °C erhöht wird, beginnt auch die Korrosionsbeständigkeit des SUP13Cr-Ölquellenrohrs zu sinken, was den Anforderungen eines langfristigen Einsatzes nicht gerecht wird. Nach dem traditionellen Materialauswahlprinzip sollte Duplex-Edelstahl oder Nickelbasislegierung ausgewählt werden.

 

Mgehärteter Edelstahl Rohr für Ölpipeline

Das korrosive Öl und Gas transportierende Pipelinerohr erfordert das gleiche korrosionsbeständige Material wie das Bohrlochrohr. Bisher wurde das Rohr meist mit Retardmitteln oder korrosionsbeständigen Materialien wie Dualphasen-Edelstahl injiziert. Ersteres ist in seiner Antikorrosionswirkung bei hohen Temperaturen instabil und kann Umweltverschmutzung verursachen. Obwohl zweiphasiger rostfreier Stahl eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, sind die Kosten hoch und die Schweißwärmezufuhr ist schwer zu kontrollieren, das Vorwärmen des Schweißens und die Wärmebehandlung nach dem Schweißen bei der Konstruktion der Baustelle bringt Schwierigkeiten mit sich. Das martensitische 11Cr-Rohr für CO2-Umgebung und das martensitische 12Cr-Rohr für CO2+ Spuren H2S-Umgebung kommen zum Einsatz. Die Säule hat eine gute Schweißbarkeit, ohne Vorwärmen und Wärmebehandlung nach dem Schweißen, ihre mechanischen Eigenschaften können der Stahlsorte X80 entsprechen und ihre Korrosionsbeständigkeit ist besser als die der Rohrleitung mit verzögertem Trennmittel oder zweiphasigem Edelstahlrohr.

Edelstahlrohr für Pipeline

Klasse C Cr Ni Mo
11Cr ≤ 0.03 11 1.5 /
12Cr ≤ 0.03 12 5.0 2.0

 

Duplex-Edelstahlrohr für die Erdölindustrie

Der martensitische Edelstahl SUP 15Cr kann die Korrosionsbeständigkeitsanforderungen nicht erfüllen, wenn die Temperatur der CO2-haltigen Öl-(Gas-)Quelle 200℃ überschreitet, und Duplex-Edelstahl mit guter Beständigkeit gegen CO2 und Cl — Spannungsrisskorrosion ist erforderlich. Zur Zeit, 22Cr und 25Cr-Duplex-Edelstähle (austenitisch und ferritisch) sind für CO2-Bohrlöcher über 200 geeignet, während die Hersteller den Cr- und Ni-Gehalt anpassen, um die Korrosionsbeständigkeit anzupassen. Duplexstahl besteht aus Ferrit plus der austenitischen Phase. Neben Cr und Ni können Mo und N hinzugefügt werden, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Zusätzlich zu dem Duplex-Edelstahl hat eine gute Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu Martensit-Edelstahl eine bessere H2S-Spannungskorrosionsrissbeständigkeit, bei Raumtemperatur NACE TM 0177-A-Test, in A-Lösung, 85% SMYS-Ladeumgebung, Martensit-Edelstahl kann nur den 10 kPa H2S-Partialdrucktest bestehen, Duplex-Edelstahl 25Cr kann den 100 kPa H2S-Partialdrucktest bestehen.

 

Im Allgemeinen kann 2Cr-Stahl (einschließlich Super-2Cr-Stahl) in der Koexistenz von CO2- und H13S-Umgebungen oder H13S-Partialdruck nicht kritisch, aber Cl- sehr hoch ist, die Anforderungen nicht erfüllen. 22Cr Duplex-Edelstahl (ASF 2205) oder Superduplex-Edelstahl 25Cr, Auch Ni-, Cr-Edelstahl und Ni-Basis- und Fe-Ni-Basislegierungen wie G3, Legierung 825 mit mehr als 20% Cr, Ni30% werden benötigt.

Wie wirkt sich das Legierungselement auf den Edelstahl aus?

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Die chemische Zusammensetzung hat einen großen Einfluss auf das Gefüge, die mechanischen Eigenschaften, die physikalischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit von Stahl. Chrom, Molybdän, Nickel und andere Legierungselemente können den Scheitelwinkel des Austenitgitters und das Zentrum der sechs Seiten des Würfels ersetzen Eisen, Kohlenstoff und Stickstoff befinden sich aufgrund des geringen Volumens in der Lücke zwischen den Gitteratomen (Lückenposition) , erzeugen im Gitter enorme Spannungen und werden so zu effektiven Härteelementen. Verschiedene Legierungselemente haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Eigenschaften von Stahl, manchmal vorteilhaft und manchmal schädlich. Die wichtigsten Legierungselemente des austenitischen Edelstahls haben folgende Auswirkungen:

 

Cr

Chrom ist ein Legierungselement, das Edelstahl „rostfrei“ macht. Mindestens 10.5% Chrom sind erforderlich, um den für Edelstahl charakteristischen Oberflächenpassivierungsfilm zu bilden. Der Passivierungsfilm kann Edelstahl wirksam gegen korrosives Wasser, eine Vielzahl von Säurelösungen und sogar gegen starke Oxidation von Hochtemperatur-Gaskorrosion machen. Wenn der Chromgehalt 10.5% überschreitet, wird die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl verbessert. Der Chromgehalt von 304 Edelstahl ist 18%, und einige hochwertige austenitische Edelstähle haben einen Chromgehalt von 20% bis 28%.

 

Ni

Nickel kann die austenitische Phase bilden und stabilisieren. 8%Ni macht 304 Edelstahl, was ihm die von Austenit geforderten mechanischen Eigenschaften, Festigkeit und Zähigkeit verleiht. Austenitische Hochleistungsstähle enthalten hohe Konzentrationen an Chrom und Molybdän, und Nickel wird hinzugefügt, um die austenitische Struktur zu erhalten, wenn dem Stahl mehr Chrom oder andere ferritbildende Elemente zugesetzt werden. Das Austenitgefüge kann durch etwa 20 % Nickelgehalt garantiert werden und die Spannungskorrosionsbruchbeständigkeit von Edelstahl kann stark verbessert werden.

Nickel kann auch die Kaltverfestigungsrate bei der Kaltverformung reduzieren, so dass die zum Tiefziehen, Spinnen und Kaltstauchen verwendeten Legierungen im Allgemeinen einen hohen Nickelgehalt aufweisen.

 

Mo

Molybdän verbessert die Lochfraß- und Spaltkorrosionsbeständigkeit von Edelstahl in einer Chloridumgebung. Die Kombination von Molybdän und Chrom, insbesondere Stickstoff, verleiht dem austenitischen Hochleistungs-Edelstahl eine hohe Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion. Mo kann auch die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl in reduzierenden Umgebungen wie Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure verbessern. Der minimale Molybdängehalt von austenitischem Edelstahl beträgt etwa 2%, wie beispielsweise Edelstahl 316. Leistungsstarke austenitische Edelstähle mit höchstem Legierungsanteil enthalten bis zu 7.5% Molybdän. Molybdän trägt zur Bildung der Ferritphase bei und beeinflusst das Phasengleichgewicht. Es ist an der Bildung mehrerer schädlicher Sekundärphasen beteiligt und bildet instabile Hochtemperaturoxide, hat einen negativen Einfluss auf die Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit, die Verwendung von molybdänhaltigem Edelstahl muss berücksichtigt werden.

 

C

Kohlenstoff stabilisiert und stärkt die austenitische Phase. Kohlenstoff ist ein nützliches Element für Edelstahl, das in Hochtemperaturumgebungen wie Kesselrohren verwendet wird, kann sich jedoch in einigen Fällen nachteilig auf die Korrosionsbeständigkeit auswirken. Der Kohlenstoffgehalt der meisten austenitischen Edelstähle ist normalerweise auf das niedrigste praktikable Niveau begrenzt. Der Kohlenstoffgehalt von Schweißsorten (304L, 201L und 316L) ist auf 0.030 % begrenzt. Der Kohlenstoffgehalt einiger hochlegierter Hochleistungssorten ist sogar auf 0.020% begrenzt.

 

N

Stickstoff stabilisiert und stärkt die Austenitphase und verlangsamt die Karbidsensibilisierung und Sekundärphasenbildung. Sowohl standardmäßige austenitische Edelstähle als auch austenitische Hochleistungsstähle enthalten Stickstoff. Bei der kohlenstoffarmen Qualität (L) kann eine geringe Stickstoffmenge (bis zu 0.1 %) den Festigkeitsverlust aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts ausgleichen. Stickstoff trägt auch zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß und Spaltkorrosion bei, sodass einige der besten korrosionsbeständigen austenitischen Hochleistungsstähle einen Stickstoffgehalt von bis zu 0.5 % aufweisen.

 

Mn

Stahlwerke verwenden Mangan, um geschmolzenen Stahl zu desoxidieren, sodass eine kleine Menge Mangan in allen rostfreien Stählen verbleibt. Mangan kann auch die austenitische Phase stabilisieren und die Löslichkeit von Stickstoff in Edelstahl verbessern. Daher kann Mangan in Edelstahl der Serie 200 verwendet werden, um einen Teil des Nickels zu ersetzen, um den Stickstoffgehalt zu erhöhen, die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Mangan wird einigen hochleistungsfähigen austenitischen Edelstählen zugesetzt, um den gleichen Effekt zu erzielen.

 

Cu

Kupfer kann die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl bei reduzierenden Säuren verbessern, wie z. B. einigen gemischten Lösungen von Schwefel- und Phosphorsäure.

 

Si

Im Allgemeinen ist Silizium ein nützliches Element in austenitischem Edelstahl, da es die Korrosionsbeständigkeit von Stahl in konzentrierter Säure und Umgebungen mit hoher Oxidation verbessern kann. Es wird berichtet, dass UNS S30600 und andere spezielle rostfreie Stähle mit hohem Siliziumgehalt eine hohe Lochkorrosionsbeständigkeit aufweisen. Silizium kann wie Mangan auch zum Desoxidieren von geschmolzenem Stahl verwendet werden, so dass immer kleine Oxideinschlüsse, die Silizium, Mangan und andere desoxidierende Elemente enthalten, im Stahl verbleiben. Zu viele Einschlüsse beeinträchtigen jedoch die Oberflächenqualität des Produkts.

 

Nb und Ti

Diese beiden Elemente sind starke karbidbildende Elemente und können anstelle von kohlenstoffarmen Sorten verwendet werden, um die Sensibilisierung zu mildern. Niobkarbid und Titankarbid können die Hochtemperaturfestigkeit verbessern. 347 und 321 rostfreie Stähle, die Nb und Ti enthalten, werden üblicherweise in Kesseln und Raffinationsanlagen verwendet, um die Anforderungen an Hochtemperaturfestigkeit und Schweißbarkeit zu erfüllen. Sie werden auch in einigen Desoxidationsprozessen als Restelemente in hochleistungsfähigen austenitischen rostfreien Stählen verwendet.

 

S und P

Schwefel ist sowohl gut als auch schlecht für Edelstahl. Es kann die Bearbeitungsleistung verbessern, der Schaden besteht darin, die thermische Bearbeitbarkeit zu verringern, die Anzahl der Mangansulfideinschlüsse zu erhöhen, was zu einer verringerten Lochfraßkorrosionsbeständigkeit von Edelstahl führt. Hochwertiger austenitischer Edelstahl ist nicht leicht zu erhitzen, daher sollte der Schwefelgehalt so weit wie möglich auf dem niedrigsten Niveau kontrolliert werden, etwa 0.001%. Schwefel wird normalerweise nicht als Legierungselement zu leistungsstarken austenitischen rostfreien Stählen hinzugefügt. Der Schwefelgehalt von Edelstahl in Standardqualität ist jedoch oft hoch (0.005% ~ 0.017%), um die Einschweißtiefe des Selbstschmelzschweißens zu verbessern und die Schneidleistung zu verbessern.

Phosphor ist ein schädliches Element und kann die Warmumformeigenschaften beim Schmieden und Warmwalzen beeinträchtigen. Beim Abkühlen nach dem Schweißen fördert es auch das Auftreten von thermischen Rissen. Daher sollte der Phosphorgehalt auf einem Mindestniveau kontrolliert werden.

Warum sind Dentalinstrumente aus Edelstahl?

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Zur Reinigung und Pflege der Zähne werden viele Arten von Werkzeugen verwendet, darunter Sonden, Spiegel, Schaber, Zahnpolierer und Pressgeräte. Spiegel helfen, den Mund des Patienten zu untersuchen, und Schaber kratzen, um Plaque und Zahnstein zu entfernen. Der Polierer verleiht der Füllung ein letztes Finish und glättet Kratzer, die von anderen Werkzeugen hinterlassen wurden. Die Sonde wird verwendet, um die Kavität und den Druckbereich des Zahns zu finden, damit das Restaurationsmaterial platziert werden kann. Sie haben eine Vielzahl von Winkeln und spitzen Formen, sodass der Zahnarzt alle Seiten der Zähne frei erreichen kann. Zur Herstellung zahnärztlicher Instrumente steht eine Vielzahl von Materialien zur Verfügung, darunter Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Titan und Kunststoffe. Wichtige Faktoren, die bei der Auswahl eines Werkzeugs zu berücksichtigen sind, sind die Festigkeit und Zähigkeit des Materials, das Gewicht, die Ausgewogenheit, die Fähigkeit, scharfe Kanten zu erhalten und die Korrosionsbeständigkeit.

Zahnärztliche Instrumente sollten eine ausreichende Festigkeit und Zähigkeit aufweisen, um einen Bruch zu verhindern und Stichunfälle zu vermeiden. Edelstahl bietet für jede Instrumentenklasse die am besten geeigneten Eigenschaften. Die hohe Härte von chirurgischem Edelstahl maximiert die Lebensdauer der Spitze und reduziert die Wartungszeit. Edelstahlspitzen haben eine ausgezeichnete Zähigkeit, Schaber und Sonden erfordern scharfe Kanten, um den vom Zahnarzt ausgeübten Druck zu reduzieren und so Schäden an den Zähnen des Patienten oder am Werkzeug selbst zu vermeiden. Stumpfe Instrumente sind schwer zu handhaben, was die Qualität und Genauigkeit der Operation verringert und den Zahnärzten mehr Zeit in Anspruch nimmt.

Wie in allen Arztpraxen ist Sauberkeit ein wesentlicher Faktor für die Sicherheit und den Erfolg von Zahnarztpraxen. Dentalgeräte müssen nach jedem Gebrauch desinfiziert werden, in der Regel mittels Hochtemperatur-Dampfdesinfektion im Autoklaven mittels Trockenhitzesterilisation oder chemischer Dampfdrucksterilisation. Edelstahl ist während jeder dieser sterilisierten Behandlungen korrosionsbeständig und seine inerten Oberflächen lassen sich leicht reinigen und desinfizieren. Schaber werden verwendet, um verhärteten Zahnbelag von der Zahnoberfläche zu entfernen.

Eine weit verbreitete Sorte ist AISI 440A, ein mit 0.75% Molybdän gehärteter Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt. Ein Hersteller in Kalifornien verwendet das Modell 440A zur Herstellung hochwertiger zahnärztlicher und chirurgischer Instrumente. Nach den Erfahrungen der Metallurgen des Unternehmens bietet diese Sorte die beste Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit aller rostfreien Stähle. Ein weiterer führender Werkzeughersteller in den USA verwendet 440A-Edelstahl, um langlebige, zuverlässige und qualitativ hochwertige Instrumente herzustellen, die es Zahnärzten und Technikern ermöglichen, das Beste in der medizinischen Praxis und Patientenversorgung zu erreichen.

Ein deutscher Hersteller von Dentalinstrumenten stellt Sonden aus Super-Duplex-Edelstahl mit 3 % Molybdän her. Der Super-Duplex-Edelstahl zeichnet sich durch hohe Festigkeit, gute Zähigkeit und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aus, sodass die Spitze des Instruments lange scharf bleibt. Sandvik, ein Edelstahlhersteller, bietet eine Reihe molybdänhaltiger Qualitäten für medizinische und zahnmedizinische Instrumente an – molybdänhaltige 4 % ausscheidungshärtende (PH) Qualität. Es kann mit geringer Härte geformt und dann in einem Schritt wärmebehandelt werden, um die Endhärte zu erreichen, und hat eine bessere Zähigkeit als die gehärtete Martensitsorte, die mehr Wärmebehandlungsschritte erfordert.