Thép không gỉ 304 có phải là loại y tế không?

/TRONG /qua

So với thép không gỉ công nghiệp, thép không gỉ y tế có yêu cầu khắt khe hơn về thành phần hóa học vì đặc tính chính của nó là giảm sự hòa tan ion kim loại và tránh ăn mòn cục bộ như ăn mòn giữa các hạt và ăn mòn ứng suất. Hàm lượng các nguyên tố hợp kim như Ni và Cr cao hơn thép không gỉ thông thường (thường là giới hạn trên của thép không gỉ thông thường), trong khi hàm lượng các nguyên tố tạp chất như S và P thấp hơn thép không gỉ thông thường. Trong nhiều năm, thép không gỉ y tế là vật liệu được ưa chuộng cho các ứng dụng phẫu thuật, đặc biệt là trong các tình huống phẫu thuật và chăm sóc quan trọng. Nguyên tố Ni và Cr có tính năng chống ăn mòn cao hơn, cho phép nó được sử dụng cho các mục đích cần cấy ghép chỉnh hình, khoang miệng, thiết bị y tế. Thép không gỉ, một loại hợp kim Ni-Cr, mang lại nhiều lợi ích khi so sánh với thép không gỉ thông thường. Loại hợp kim được sử dụng trong thép không gỉ y tế dùng trong dụng cụ phẫu thuật là rất quan trọng đối với khả năng chống ăn mòn của dụng cụ và không có lỗi và khe hở bên trong.

Nhiều loại thép không gỉ có thể được sử dụng cho mục đích y tế, trong đó phổ biến nhất là Austenitic 316 (AISI 316L), được gọi là “thép phẫu thuật”. AISI 301 là kim loại được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất lò xo y tế. Các loại thép không gỉ thường được sử dụng khác cho mục đích y tế bao gồm 420, 440 và 17-4PH. Các loại thép không gỉ Martensitic này không có khả năng chống ăn mòn như thép không gỉ Austenitic 316 nhưng chúng có độ cứng cao hơn. Vì vậy, cây thép không gỉ Martensitic được sử dụng làm dụng cụ cắt hoặc các thiết bị không cấy ghép khác. Độ đàn hồi đạt được khi gia công nguội nhưng mất khả năng chống ăn mòn. Thép không gỉ y tế đã đạt được sự phổ biến rộng rãi nhờ độ bền chưa từng có, khả năng chịu nhiệt, chức năng phẫu thuật và khả năng chống ăn mòn. Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng bao gồm khung ghế bệnh viện, nôi, tấm cuối, găng tay phẫu thuật, cột IV và ghim. Do khả năng phục hồi cực cao và nhu cầu sử dụng nó trong các ứng dụng đặc biệt, các nhà sản xuất sử dụng loại thép không gỉ này phải chú ý đến việc kiểm soát chất lượng và thông số kỹ thuật sản xuất. Loại thép không gỉ y tế phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất dụng cụ phẫu thuật là 304 và 316. Tuy nhiên, các hợp kim tốt nhất có hàm lượng carbon thấp hơn và Mo được thêm vào như thép 316L và 317L.

Thép không gỉ 304, cụ thể là thép không gỉ 18-8, thép không gỉ dòng 304 cũng bao gồm hàm lượng carbon thấp hơn 304L, 304H dùng cho mục đích chịu nhiệt, có thắc mắc inox 304 có dùng được cho mục đích y tế không? Có một thực tế là trong thép không gỉ 1926.18% CR-8% Ni (AISI 304) lần đầu tiên được sử dụng làm vật liệu cấy ghép chỉnh hình và sau đó là trong nha khoa. Mãi đến năm 1952, thép không gỉ AISI 316 chứa 2%Mo mới được sử dụng trong phòng khám và dần thay thế thép không gỉ 304. Để giải quyết vấn đề ăn mòn giữa các hạt của thép không gỉ, vào những năm 1960, thép không gỉ carbon cực thấp AISI 316L và AISI 317L với khả năng tương thích sinh học tốt, tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn tốt hơn bắt đầu được sử dụng trong lĩnh vực y tế. Tuy nhiên, Ni là một yếu tố nhạy cảm tiềm ẩn đối với cơ thể con người. Trong những năm gần đây, nhiều quốc gia đã hạn chế hàm lượng Ni trong nhu yếu phẩm hàng ngày và vật liệu kim loại y tế, hàm lượng Ni tối đa cho phép ngày càng thấp. Tiêu chuẩn 94/27/EC của Nghị viện Châu Âu ban hành năm 1994 yêu cầu hàm lượng Ni trong các vật liệu được cấy vào cơ thể người (vật liệu cấy ghép, răng giả chỉnh nha, v.v.) không được vượt quá 0,105%; Đối với vật liệu kim loại (trang sức, đồng hồ, nhẫn, vòng tay, v.v.) tiếp xúc với da người trong thời gian dài, lượng Ni tối đa không được vượt quá 015Lg/cm2 mỗi tuần. Ngày nay 304 vẫn được sử dụng trong sản xuất các dụng cụ y tế thông thường như ống tiêm, kéo y tế, nhíp và loạt dao mổ.

 

Sự khác biệt giữa tấm thép không gỉ 2B và 2D

/TRONG /qua

Thép không gỉ đã trở thành vật liệu kim loại được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, tính chất cơ học và tính chất gia công tốt. Các phương pháp xử lý khác nhau và cán nguội sau khi gia công, bề mặt thép không gỉ có thể có mức độ hoàn thiện bề mặt, hạt và màu sắc khác nhau. Gia công bề mặt tấm inox cán nguội có các loại 2D, 2B, No.3, No.4, 240, 320, No.7, No.8, trạng thái cứng HL, BA, TR, cấp bề mặt dập nổi. Nó có thể được áp dụng thêm cho mạ điện, đánh bóng bằng điện, đường chân tóc không định hướng, khắc, phun sơn, tạo màu, phủ và các bề mặt xử lý sâu khác dựa trên thép không gỉ cán nguội. Tấm cán nguội bằng thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, trang trí, thiết bị gia dụng, vận tải đường sắt, ô tô, thang máy, container, năng lượng mặt trời, điện tử chính xác và các lĩnh vực khác, bao gồm xây dựng, trang trí, thang máy, container và các sản phẩm khác sử dụng trực tiếp 2D, 2B , BA, mài và các bề mặt khác sau khi gia công cán nguội, và các thiết bị gia dụng, vận tải đường sắt, ô tô, năng lượng mặt trời, điện tử chính xác và các ngành công nghiệp khác thường sử dụng xử lý trực tiếp tấm thép không gỉ cán nguội hoặc mài nông và đánh bóng tấm thép không gỉ.

 

Tấm thép không gỉ số 2D

Số 2D là một loại bề mặt xỉn màu được cán nguội không có lớp oxit. Sau khi cán nguội chỉ trải qua quá trình xử lý nhiệt và ngâm chua. Độ sáng của bề mặt của nó được xác định bởi mức độ biến dạng của cán nguội và độ hoàn thiện của bề mặt cuộn gia công của thành phẩm, và nó cũng liên quan đến phương pháp tẩy để loại bỏ quá trình oxy hóa. Bề mặt số 2D còn bao gồm một con lăn bề mặt nhám để san phẳng nhẹ dựa trên cơ sở trên. Cuộn bề mặt thô là một quá trình đặc biệt để phủ lên bề mặt của cuộn, nghĩa là, một số hạt cứng thay đổi pha được hình thành trên bề mặt cuộn và cấu trúc bề mặt không đồng đều được nhận ra trên bề mặt của tấm thép trong quá trình quá trình san lấp mặt bằng. Loại bề mặt này phù hợp cho quá trình tạo hình sâu, có thể cải thiện tình trạng ma sát và tiếp xúc giữa tấm thép và khuôn, thuận lợi cho dòng nguyên liệu, cải thiện chất lượng tạo hình của phôi. Thép không gỉ bề mặt số 2D được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng các bức tường rèm, đặc biệt là những phần của tòa nhà không cần sự phản chiếu. Độ nhám Ra của bề mặt được đo bằng thiết bị là khoảng 0,4 ~ 1,0μm.

 

Tấm thép không gỉ số 2B

Điểm khác biệt lớn nhất giữa bề mặt số 2B và bề mặt 2D là bề mặt số 2B có quá trình san phẳng mịn, trông nhẹ nhàng hơn so với bề mặt 2D, dụng cụ đo độ nhám bề mặt có giá trị Ra là 0,1 ~ 0,5 mu m, là quy trình phổ biến nhất và có ứng dụng rộng rãi nhất, phù hợp với ngành công nghiệp hóa chất, sản xuất giấy, dầu mỏ, y tế và các mục đích chung khác, cũng được sử dụng để xây tường.

Vẻ bề ngoài

 

 Đặc trưng Màu sắc Quá trình Các ứng dụng
SỐ 2D Bề mặt đều và mờ Màu trắng bạc sáng bóng

 

 Cán nóng + ủ ủ peening ngâm + cán nguội + ủ ngâm 2D phù hợp với các yêu cầu bề mặt không nghiêm ngặt, mục đích chung, xử lý dập sâu, chẳng hạn như linh kiện ô tô, ống nước, v.v.
SỐ 2B Độ bóng cao hơn NO.2D Màu trắng bạc với độ bóng và độ hoàn thiện tốt hơn bề mặt 2D Cán nóng + ủ ủ peening tẩy + cán nguội + ủ tẩy + làm nguội và ủ. Tiếp theo xử lý NO.2D là cán nguội nhẹ cuối cùng với con lăn đánh bóng, đây là phương pháp hoàn thiện bề mặt được sử dụng phổ biến nhất Các ứng dụng chung như bộ đồ ăn, vật liệu xây dựng, v.v.

 

 

 

Tấm inox gương 8K là gì?

/TRONG /qua

Do khả năng chống ăn mòn độc đáo, hiệu suất xử lý tốt và bề mặt tinh tế, thép không gỉ đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không vũ trụ, năng lượng, quân sự, xây dựng, hóa dầu, v.v. Đánh bóng là một phần quan trọng của thép không gỉ tấm thép trong ngành trang trí, mục đích của nó là lấy thép không gỉ gương (8K) cuối cùng. Bề mặt 8K (số 8) là bề mặt được đánh bóng như gương, độ phản chiếu cao, hình ảnh phản chiếu rõ nét, thường có độ phân giải và tỷ lệ khuyết tật bề mặt để đo chất lượng inox gương, đánh giá trực quan chung: cấp 1 là bề mặt sáng như gương , có thể nhìn rõ nét mặt và lông mày của con người; Cấp độ 2 là bề mặt sáng, có thể nhìn rõ nét người và lông mày, nhưng phần lông mày không rõ; Cấp độ 3 là độ sáng bề mặt tốt, có thể nhìn rõ đường nét và đường nét khuôn mặt của người đó, phần lông mày mờ; Cấp độ 4 là bề mặt bóng loáng nhưng không thể nhìn thấy nét mặt của người đó; Lớp 5 có bề mặt màu xám và xỉn màu.

 

Tấm gương inox được đánh bóng gương bề mặt ban đầu của tấm inox BA, 2B hoặc đánh bóng số 1 để trở nên giống với bề mặt gương (tên khoa học là gương 8K hoặc số 8). Tấm thép gương là chất nền để xử lý các tấm màu hoặc khắc tiếp theo. chủ yếu được sử dụng trong tất cả các loại trang trí hoặc các sản phẩm quang học bằng kim loại. Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ phụ thuộc vào thành phần hợp kim của nó (crom, niken, titan, silicon, mangan, v.v.) và cấu trúc bên trong, đóng vai trò quyết định trong nguyên tố crom, nó có thể tạo thành màng thụ động trên bề mặt thép, kim loại và cách ly thế giới bên ngoài không tạo ra quá trình oxy hóa, tăng cường khả năng chống ăn mòn của tấm thép. Số “8” trong 8K dùng để chỉ tỷ lệ hàm lượng hợp kim và chữ “K” dùng để chỉ mức độ phản xạ đạt được sau khi đánh bóng (K là mức độ phản chiếu gương). Gương 8K là loại gương được làm bằng thép hợp kim crom-niken.

 

Thép không gỉ gương thông thường còn bao gồm 6K, 10K, 12K, v.v., số càng lớn thì gương càng mịn cũng cao hơn. 6K dùng để chỉ tấm gương mài và đánh bóng thô, 10K dùng để chỉ tấm gương mài và đánh bóng mịn, tương đương với gương thông thường; Và 12K dùng để chỉ tấm gương đánh bóng mài siêu mịn, có thể đáp ứng mục đích quang học. Độ sáng càng cao thì độ phản xạ càng lớn và càng ít khuyết tật bề mặt. Trong một số ca hát không nghiêm ngặt, chúng có thể được gọi chung là 8K. Các kỹ thuật đánh bóng chính được sử dụng để thu được thép không gỉ gương chất lượng cao là đánh bóng điện phân, đánh bóng hóa học và đánh bóng cơ học.

 

Đánh bóng điện phân

Đánh bóng điện phân là ngâm trong chất điện phân để thu được thép không gỉ chất lượng cao trên bề mặt của quá trình đánh bóng, thép không gỉ làm cực dương trong quá trình này, với sự trợ giúp của dòng điện một chiều chạy qua dung dịch điện phân cụ thể đến kim loại, Bề mặt cực dương tạo thành điện trở suất cao của màng nhầy dày, màng nhầy dày ở bề mặt lồi và lõm vi mô của các sản phẩm thép không gỉ ở độ dày khác nhau, Dẫn đến mật độ dòng điện bề mặt cực dương của sự phân bố vi mô không đồng đều, Mật độ dòng điện trong chỗ phình ra, hòa tan nhanh, mật độ dòng lõm nhỏ, hòa tan chậm, giúp giảm độ nhám bề mặt của thép không gỉ, cải thiện mức độ và độ sáng, tạo thành lớp thụ động không có khuyết tật. Dung dịch đánh bóng điện phân phải chứa đủ chất oxy hóa và không có ion hoạt động nào có thể phá hủy màng thụ động.

 

Đánh bóng hóa học

Nguyên lý đánh bóng hóa học và đánh bóng điện phân là tương tự nhau, thép không gỉ được đặt trong một thành phần nhất định của dung dịch, bề mặt của phần vi mô của tốc độ hòa tan lớn hơn phần lõm vi mô của tốc độ hòa tan và bề mặt inox nhẵn, mịn. Có thể thấy rằng nguyên lý của phương pháp đánh bóng hóa học và phương pháp đánh bóng điện phân về cơ bản là giống nhau, nhưng đánh bóng điện phân kết hợp với điện áp dưới tác động cưỡng bức để đẩy nhanh quá trình hòa tan của phần nâng lên, còn phương pháp đánh bóng hóa học là hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng tự ăn mòn của dung dịch làm phẳng bề mặt inox.

 

Đánh bóng cơ khí

Đánh bóng cơ học đề cập đến bánh xe đánh bóng quay tốc độ cao với chất đánh bóng để loại bỏ một cách cơ học bề mặt không bằng phẳng của thép không gỉ và thu được bề mặt sáng. Bánh xe đánh bóng được sử dụng để phân biệt mức độ chi tiết của nó tùy theo các loại vải khác nhau do nó tạo ra, và các dạng cấu trúc chính là loại khâu, loại gấp, v.v. Bột đánh bóng theo nhu cầu đánh bóng bằng khả năng đánh bóng của oxit crom và chất kết dính bao gồm bột đánh bóng màu xanh lá cây, ngoài ra còn có chất mài mòn, bột hữu cơ, chất phụ gia bao gồm sáp đánh bóng. Đánh bóng cơ học thường được chia thành đánh bóng thô, đánh bóng tinh, hoặc đồng thời đánh bóng bằng bột đánh bóng và bánh xe đánh bóng khác nhau, dưới tác động của chuyển động quay cơ học, hình ảnh phản chiếu cuối cùng của thép không gỉ gương rõ ràng. Khi người dùng chọn thép không gỉ BA cho hoạt động đánh bóng gương, không cần quá trình đánh bóng thô.

Các loại ống thép không gỉ cho lĩnh vực dầu khí

/TRONG /qua

Nói chung, một số loại thép hợp kim thấp có thể đáp ứng các yêu cầu về môi trường dầu khí ăn mòn có chứa H2S, nhưng môi trường ăn mòn có chứa CO2 hoặc H2S, CO2, Cl – cùng tồn tại khi thép không gỉ Martensitic, thép không gỉ song công hoặc thậm chí là hợp kim gốc niken . Phiên bản 1988 của API 5CT đã bổ sung thêm các loại thép ống chống ăn mòn, chỉ định loại thép C75 với các loại thép không gỉ Martensitic là 9Cr và 13Cr.

 

Cường độ cao Mống thép không gỉ artensit cho giếng dầu

 Trong môi trường ẩm ướt với CO2 là khí chính, hư hỏng ăn mòn cục bộ của ống giếng dầu thường xảy ra, chẳng hạn như ăn mòn rỗ và ăn mòn giữa các hạt, v.v. Nếu Cl – tồn tại, ăn mòn cục bộ sẽ tăng cường. Người ta thường coi rằng sự ăn mòn có thể bị bỏ qua khi áp suất carbon dioxide thấp hơn 0,021MPa và sự ăn mòn sẽ xảy ra khi áp suất carbon dioxide đạt 0,021MPa. Khi pCO2 cao hơn 0,021MPa, cần thực hiện các biện pháp chống ăn mòn thích hợp. Nói chung, không có thiệt hại do rỗ khi tỷ lệ co2 thấp hơn 0,05Mpa.

Người ta đã chứng minh rằng tác dụng của việc sử dụng chất giải phóng bền vững để chống ăn mòn CO2 là hạn chế và hiệu quả của việc sử dụng thép có hàm lượng crom cao như thép 9%-13%Cr là tốt hơn. Từ những năm 1970, một số giếng khí tự nhiên đã sử dụng ống thép không gỉ 9%Cr và 13Cr% để chống ăn mòn CO2. Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) khuyến nghị sử dụng ống thép không gỉ martensitic 9Cr và 13Cr (API L80-9Cr và L80-13Cr) để sử dụng theo tiêu chuẩn. Thép 13Cr có khả năng chống ăn mòn CO2 tốt hơn, trong khi thép 9Cr-1Mo có khả năng chống nứt ăn mòn ứng suất H2S tốt hơn. Về nguyên tắc, cả hai loại thép đều không phù hợp nếu có H2S trong khí quyển CO2. Khi H2S tồn tại trong giếng dầu CO2, điện trở SSCC của ống giếng dầu phải được cải thiện càng nhiều càng tốt, đồng thời phải áp dụng phương pháp xử lý nhiệt và tôi luyện để thu được martensite đồng nhất và độ cứng phải được kiểm soát dưới HRC22 càng nhiều càng tốt .

Loại thép không gỉ của giếng dầu

Cấp C Mơ Cr Ni Củ
9Cr .10,15 0.9-1.1 8.0-10.0 .50,5 /
13Cr 0.15-0.22 / 12.0-14.0 .50,5 /
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

Tuy nhiên, ống thép API 13Cr có khả năng chống CO2 giảm đáng kể và rút ngắn tuổi thọ sử dụng khi nhiệt độ giếng dầu đạt 150oC trở lên. Để cải thiện khả năng chống ĂN MÒN của ống thép API 13Cr đối với CO2 và SSC (nứt ứng suất sunfua), ống thép SUP13Cr carbon thấp có bổ sung Ni và Mo đã được phát triển. Ống thép có thể sử dụng trong môi trường ẩm ướt với nhiệt độ cao, nồng độ CO2 cao và một lượng nhỏ hydrogen sulfide. Cấu trúc của các ống này là martensite được tôi luyện và ferit dưới 5%. Khả năng chống ăn mòn đối với CO2 có thể được cải thiện bằng cách giảm lượng carbon hoặc thêm Cr và Ni, và khả năng chống ăn mòn rỗ có thể được cải thiện bằng cách thêm Mo. So với ống thép API 13Cr, khả năng chống ăn mòn đối với CO2 và SSC được cải thiện rất nhiều. Ví dụ, trong cùng một môi trường ăn mòn, tốc độ ăn mòn của ống thép API 13Cr lớn hơn 1mm/a, trong khi tốc độ ăn mòn của ống thép SUP13Cr giảm xuống còn 0,125mm/a. Với sự phát triển của giếng sâu và siêu sâu, nhiệt độ giếng dầu tiếp tục tăng. Nếu nhiệt độ giếng dầu tiếp tục tăng lên hơn 180oC, khả năng chống ăn mòn của ống giếng dầu SUP13Cr cũng bắt đầu giảm, không thể đáp ứng yêu cầu sử dụng lâu dài. Theo nguyên tắc lựa chọn vật liệu truyền thống, nên chọn thép không gỉ song công hoặc hợp kim gốc Niken.

 

Mthép không gỉ artensit ống cho đường ống dẫn dầu

Các đường ống dẫn vận chuyển dầu và khí ăn mòn đòi hỏi vật liệu chống ăn mòn tương tự như ống giếng dầu. Trước đây, đường ống thường được bơm chất giải phóng bền vững hoặc vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ hai pha. Loại thứ nhất có tác dụng chống ăn mòn không ổn định ở nhiệt độ cao và có thể gây ô nhiễm môi trường. Mặc dù thép không gỉ hai pha có khả năng chống ăn mòn tốt nhưng giá thành cao, nhiệt đầu vào hàn khó kiểm soát, việc gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn khi thi công công trường gặp nhiều khó khăn. Ống martensitic 11Cr cho môi trường CO2 và ống martensitic 12Cr cho môi trường CO2+ vết H2S được đưa vào sử dụng. Cột có khả năng hàn tốt, không cần gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn, tính chất cơ học của nó có thể ngang với loại thép X80 và khả năng chống ăn mòn của nó tốt hơn so với đường ống có chất giải phóng chậm hoặc ống thép không gỉ hai pha.

Ống thép không gỉ cho đường ống

Cấp C Cr Ni Mơ
11Cr 0,03 11 1.5 /
12Cr 0,03 12 5.0 2.0

 

Ống thép không gỉ song công cho ngành dầu khí

Thép không gỉ martensitic SUP 15Cr không thể đáp ứng các yêu cầu về khả năng chống ăn mòn khi nhiệt độ của giếng dầu (khí) chứa CO2 vượt quá 200oC và thép không gỉ song công có khả năng chống chịu tốt với CO2 và Cl - cần có các vết nứt ăn mòn ứng suất. Hiện nay, 22Cr và thép không gỉ song công 25Cr (Austenitic và Ferrite) phù hợp với Giếng CO2 trên 200oC, đồng thời nhà sản xuất điều chỉnh hàm lượng Cr và Ni để điều chỉnh khả năng chống ăn mòn. Thép song công bao gồm ferrite cộng với pha Austenitic. Ngoài Cr và Ni, Mo và N có thể được thêm vào để cải thiện khả năng chống ăn mòn. Ngoài thép không gỉ song công có khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao tốt, so với thép không gỉ martensite, nó có khả năng chống nứt ăn mòn ứng suất H2S tốt hơn, ở nhiệt độ phòng Thử nghiệm NACE TM 0177-A, trong dung dịch A, môi trường tải 85%SMYS, không gỉ martensite thép chỉ có thể vượt qua bài kiểm tra áp suất một phần 10kPa H2S, thép không gỉ Duplex 25Cr có thể vượt qua bài kiểm tra áp suất một phần 100kPa H2S.

 

Nhìn chung, trong môi trường cùng tồn tại CO2 và H2S, hoặc áp suất riêng phần H2S không đạt tới hạn nhưng Cl- rất cao, thép 13Cr (kể cả thép super 13Cr) không thể đáp ứng được yêu cầu, 22Cr Bắt buộc phải có thép không gỉ song công (ASF 2205) hoặc thép không gỉ siêu song công 25Cr, thậm chí cả thép không gỉ Ni, Cr cao và các hợp kim dựa trên Ni và Fe-Ni như G3, hợp kim 825 chứa hơn 20% Cr, Ni30%.

Yếu tố hợp kim ảnh hưởng đến thép không gỉ như thế nào?

/TRONG /qua

Thành phần hóa học có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc vi mô, tính chất cơ lý, tính chất vật lý và khả năng chống ăn mòn của thép. Crom, molypden, niken và các nguyên tố hợp kim khác có thể thay thế góc đỉnh của mạng austenit và tâm của sáu cạnh của khối lập phương sắt, cacbon và nitơ nằm trong khoảng cách giữa các nguyên tử mạng (vị trí khe hở) do thể tích nhỏ , tạo ra sức căng rất lớn trong mạng tinh thể, do đó trở thành yếu tố làm cứng hiệu quả. Các nguyên tố hợp kim khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến tính chất của thép, đôi khi có lợi và đôi khi có hại. Các nguyên tố hợp kim chính của thép không gỉ Austenitic có tác dụng sau:

 

Cr

Crom là một nguyên tố hợp kim làm cho thép không gỉ “không bị rỉ sét”. Cần ít nhất 10,5% crom để tạo thành đặc tính màng thụ động bề mặt của thép không gỉ. Màng thụ động có thể làm cho thép không gỉ chống lại sự ăn mòn của nước, nhiều loại dung dịch axit và thậm chí là quá trình oxy hóa mạnh mẽ khi ăn mòn khí ở nhiệt độ cao. Khi hàm lượng crom vượt quá 10,5%, khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ được tăng cường. Hàm lượng crom trong 304 thép không gỉ là 18%, và một số thép không gỉ Austenitic cao cấp có hàm lượng crom cao từ 20% đến 28%.

 

Ni

Niken có thể hình thành và ổn định pha Austenitic. 8%Ni tạo ra thép không gỉ 304, mang lại cho nó các tính chất cơ học, độ bền và độ dẻo dai theo yêu cầu của austenite. Thép không gỉ austenit hiệu suất cao chứa nồng độ crom và molypden cao, và niken được thêm vào để duy trì cấu trúc austenit khi thêm nhiều crom hoặc các nguyên tố tạo thành ferit khác vào thép. Cấu trúc austenite có thể được đảm bảo bởi hàm lượng niken khoảng 20%, và khả năng chống gãy ăn mòn do ứng suất của thép không gỉ có thể được cải thiện đáng kể.

Niken cũng có thể làm giảm tốc độ đông cứng của vật liệu trong quá trình biến dạng nguội, do đó, các hợp kim được sử dụng để kéo sâu, kéo sợi và gia công nguội thường có hàm lượng niken cao.

 

Mơ

Molypden cải thiện khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở của thép không gỉ trong môi trường clorua. Sự kết hợp giữa molypden và crom, đặc biệt là nitơ, làm cho thép không gỉ austenit hiệu suất cao có khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở mạnh mẽ. Mo cũng có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ trong môi trường khử như axit clohydric và axit sunfuric loãng. Hàm lượng molypden tối thiểu của thép không gỉ Austenitic là khoảng 2%, chẳng hạn như thép không gỉ 316. Thép không gỉ Austenitic hiệu suất cao với hàm lượng hợp kim cao nhất chứa tới 7,5% molypden. Molypden góp phần hình thành pha Ferrite và ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng pha. Nó tham gia vào việc hình thành một số pha thứ cấp có hại và sẽ tạo thành các oxit ở nhiệt độ cao không ổn định, có tác động tiêu cực đến khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, phải tính đến việc sử dụng thép không gỉ có chứa molypden.

 

C

Carbon ổn định và tăng cường pha Austenitic. Carbon là nguyên tố có lợi cho thép không gỉ sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao như ống nồi hơi, nhưng trong một số trường hợp có thể gây tác động bất lợi đến khả năng chống ăn mòn. Hàm lượng carbon của hầu hết thép không gỉ Austenitic thường được giới hạn ở mức thấp nhất có thể thực hiện được. Hàm lượng carbon của các cấp hàn (304L, 201L và 316L) được giới hạn ở 0,030%. Hàm lượng carbon của một số loại hợp kim hiệu suất cao thậm chí còn bị giới hạn ở mức 0,020%.

 

N

Nitơ ổn định và tăng cường pha Austenite, đồng thời làm chậm quá trình nhạy cảm với cacbua và hình thành pha thứ cấp. Cả thép không gỉ austenit tiêu chuẩn và thép không gỉ austenit hiệu suất cao đều chứa nitơ. Ở cấp độ carbon thấp (L), một lượng nhỏ nitơ (lên tới 0,1%) có thể bù đắp cho sự mất đi độ bền do hàm lượng carbon thấp. Nitơ cũng giúp cải thiện khả năng chống rỗ clorua và ăn mòn kẽ hở, do đó, một số loại thép không gỉ austenit hiệu suất cao chống ăn mòn tốt nhất có hàm lượng nitơ cao tới 0,5%.

 

Mn

Các nhà máy thép sử dụng mangan để khử oxy thép nóng chảy, do đó một lượng nhỏ mangan vẫn còn trong tất cả thép không gỉ. Mangan cũng có thể ổn định pha Austenitic và cải thiện khả năng hòa tan nitơ trong thép không gỉ. Vì vậy, trong thép không gỉ dòng 200, mangan có thể được sử dụng để thay thế một phần niken nhằm tăng hàm lượng nitơ, nâng cao độ bền và khả năng chống ăn mòn. Mangan được thêm vào một số loại thép không gỉ Austenitic hiệu suất cao để đạt được hiệu quả tương tự.

 

Củ

Đồng có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ trong việc khử axit, chẳng hạn như một số dung dịch hỗn hợp axit sunfuric và photphoric.

 

Sĩ

Nhìn chung, silicon là nguyên tố có lợi trong thép không gỉ Austenitic vì nó có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn của thép trong môi trường axit đậm đặc và môi trường oxy hóa cao. Được biết, UNS S30600 và các loại thép không gỉ đặc biệt có hàm lượng silicon cao khác có khả năng chống ăn mòn rỗ cao. Silicon, giống như mangan, cũng có thể được sử dụng để khử oxy hóa thép nóng chảy, do đó, các tạp chất oxit nhỏ chứa silicon, mangan và các nguyên tố khử oxy khác luôn tồn tại trong thép. Nhưng quá nhiều tạp chất sẽ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của sản phẩm.

 

Nb và Ti

Hai nguyên tố này là những nguyên tố tạo thành cacbit mạnh và có thể được sử dụng thay cho các loại có hàm lượng cacbon thấp để giảm thiểu độ nhạy cảm. Cacbua niobi và cacbua titan có thể cải thiện độ bền nhiệt độ cao. 347 và thép không gỉ 321 chứa Nb và Ti thường được sử dụng trong nồi hơi và thiết bị tinh chế để đáp ứng các yêu cầu về độ bền nhiệt độ cao và khả năng hàn. Chúng cũng được sử dụng trong một số quá trình khử oxy như các nguyên tố còn sót lại trong thép không gỉ Austenitic hiệu suất cao.

 

S và P

Lưu huỳnh vừa tốt vừa có hại cho thép không gỉ. Nó có thể cải thiện hiệu suất gia công, nhưng tác hại là làm giảm khả năng gia công nhiệt, tăng số lượng tạp chất mangan sunfua, dẫn đến khả năng chống ăn mòn rỗ của thép không gỉ giảm. Thép không gỉ Austenitic cao cấp không dễ gia nhiệt nên hàm lượng lưu huỳnh cần được kiểm soát ở mức thấp nhất có thể, khoảng 0,001%. Lưu huỳnh thường không được thêm vào như một nguyên tố hợp kim cho thép không gỉ austenit hiệu suất cao. Tuy nhiên, hàm lượng lưu huỳnh của thép không gỉ loại tiêu chuẩn thường cao (0,005% ~ 0,017%), nhằm cải thiện độ sâu thâm nhập mối hàn của hàn tự nung chảy, cải thiện hiệu suất cắt.

Phốt pho là một nguyên tố có hại và có thể ảnh hưởng xấu đến đặc tính gia công nóng của rèn và cán nóng. Trong quá trình làm nguội sau hàn cũng sẽ thúc đẩy xuất hiện hiện tượng nứt nhiệt. Vì vậy, hàm lượng phốt pho cần được kiểm soát ở mức tối thiểu.

Tại sao dụng cụ nha khoa được làm bằng thép không gỉ?

/TRONG /qua

Nhiều loại dụng cụ được sử dụng để làm sạch và chăm sóc răng, bao gồm đầu dò, gương, dụng cụ cạo, máy đánh bóng răng và máy ép. Gương giúp kiểm tra miệng bệnh nhân, đồng thời dụng cụ cạo cạo để loại bỏ mảng bám và cao răng. Máy đánh bóng hoàn thiện phần trám cuối cùng, làm phẳng các vết xước do các dụng cụ khác để lại. Đầu dò được sử dụng để tìm khoang và vùng áp lực của răng để có thể đặt vật liệu phục hồi. Chúng có nhiều góc độ và hình dạng nhọn khác nhau nên nha sĩ có thể thoải mái tiếp cận mọi mặt của răng. Có nhiều loại vật liệu có sẵn để sản xuất dụng cụ nha khoa, bao gồm thép không gỉ, thép cacbon, titan và nhựa. Các yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn một công cụ bao gồm độ bền và độ dẻo dai của vật liệu, trọng lượng, độ cân bằng, khả năng duy trì các cạnh sắc nét và khả năng chống ăn mòn.

Dụng cụ nha khoa phải có đủ độ bền và độ dẻo dai để tránh bị gãy và tránh bị tai nạn đâm. Thép không gỉ cung cấp các đặc tính phù hợp nhất cho từng loại dụng cụ. Độ cứng cao của thép không gỉ phẫu thuật giúp tối đa hóa tuổi thọ của đầu mũi và giảm thời gian bảo trì. Đầu mũi bằng thép không gỉ có độ dẻo dai tuyệt vời, dụng cụ cạo và đầu dò cần có cạnh sắc để giảm áp lực do nha sĩ tác động, do đó tránh làm hỏng răng của bệnh nhân hoặc bản thân dụng cụ. Dụng cụ cùn khó sử dụng, làm giảm chất lượng, độ chính xác của ca phẫu thuật và tốn nhiều thời gian của nha sĩ.

Như với tất cả các hoạt động y tế, sự sạch sẽ là yếu tố then chốt cho sự an toàn và thành công của các hoạt động nha khoa. Các thiết bị nha khoa cần được khử trùng sau mỗi lần sử dụng, thường bằng phương pháp khử trùng bằng hơi nước ở nhiệt độ cao trong nồi hấp sử dụng khử trùng bằng nhiệt khô hoặc khử trùng bằng áp suất hơi hóa học. Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn trong bất kỳ quá trình xử lý khử trùng nào và bề mặt trơ của nó có thể dễ dàng làm sạch và khử trùng. Dụng cụ cạo được sử dụng để loại bỏ mảng bám cứng trên bề mặt răng.

Loại được sử dụng rộng rãi là AISI 440A, một loại thép không gỉ có hàm lượng carbon cao, molypden cứng 0,75%. Một nhà sản xuất ở California sử dụng Model 440A để sản xuất dụng cụ nha khoa và phẫu thuật chất lượng cao. Theo kinh nghiệm của các nhà luyện kim của công ty, loại này mang lại độ cứng, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn tốt nhất so với bất kỳ loại thép không gỉ nào. Một nhà sản xuất dụng cụ hàng đầu khác ở Hoa Kỳ sử dụng thép không gỉ 440A để chế tạo các dụng cụ bền, đáng tin cậy và chất lượng cao, giúp nha sĩ và kỹ thuật viên đạt được kết quả tốt nhất trong thực hành y tế và chăm sóc bệnh nhân.

Một nhà sản xuất dụng cụ nha khoa của Đức sản xuất đầu dò sử dụng thép không gỉ siêu song công chứa 3% molypden. Thép không gỉ siêu song công có độ bền cao, độ dẻo dai tốt và khả năng chống mài mòn tuyệt vời, đảm bảo đầu dụng cụ vẫn sắc bén trong thời gian dài. Sandvik, một nhà sản xuất thép không gỉ, đã cung cấp nhiều loại có chứa molypden cho các dụng cụ y tế và nha khoa – loại làm cứng kết tủa 4% (PH) có chứa molypden. Nó có thể được hình thành ở độ cứng thấp, sau đó được xử lý nhiệt để đạt độ cứng cuối cùng trong một bước và có độ bền tốt hơn loại martensite cứng, đòi hỏi nhiều bước xử lý nhiệt hơn.