11.Классификация сталей и их маркировка. Перечислите элементы, входящие в состав сталей. Отличие сталей углеродистых от нержавеющих.

Сталь — это основной материал, широко применяемый для производства медицинских инструментов, оборудования и техники. Она обладает ценным комплексом механических, физико-химических и технологических свойств.

По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные (нержавеющие).

Углеродистые стали, содержащие до 0,25% углерода, называют низкоуглеродистыми; от 0,25% до 0,6% — среднеуглеродистыми; более 0,6% — высокоуглеродистыми.

По назначению стали подразделяют на:

а) конструкционные (для деталей машин, приборов);

б) инструментальные (для инструментов);

в) специального назначения с особыми свойствами (нержавеющие, коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие и др.).

Для изготовления медицинских инструментов используют разные марки углеродистых сталей:

У7А — для изготовления ранорасширителей, пинцетов, корнцангов, зажимов;

У8А — для изготовления пил, долот, щипцов костных, распаторов, троакаров;

У10А — для изготовления ножей, ножниц;

У12А — для изготовления глазных ножей (У — углеродистая сталь, 12 — содержание углерода, сотые доли процента: 0,12%, А - качественная сталь).

Для придания стали требуемых свойств в нее вводят различные элементы (хром, марганец, никель), такую сталь называют легированной. Высоколегированная сталь содержит более 10% легирующих элементов. При добавлении 13—18% хрома получают нержавеющую сталь.

Нержавеющие стали выпускают двух классов:

1) закаливаемые или стали мартенситового класса 20X13; 30X13; 40X13 (40 — содержание углерода, X — хром, 13 — процентное содержание хрома). В производстве медицинских инструментов закаливаемые нержавеющие стали применяют для изготовления пинцетов, крючков, иглодержателей, зеркал, долот, щипцов, распаторов, ножниц;

2) незакаливаемые или стали аустенитового класса: 08Х18Н9; 12Х18Н10; 17Х18Н10Т (17 — содержание углерода, X - хром, 18 — процентное содержание хрома, Н — никель, 10 — процентное содержание никеля, Т — титан).

Из хромоникелевых сталей изготовляют зубные коронки, камеры стерилизаторов, корпусы кипятильников и др.

Для изготовления меди­цинских изделий применяют только стали углеродистые ка­чественные, отличающиеся от обычных сталей меньшим со­держанием вредных примесей—серы и фосфора (не более 0,02% серы и 0,03% фосфора). Фосфор придает стали хладноломкость (хрупкость в холодном состоянии), т.е. уменьшает прочность ста­ли, особенно высокоуглеродистой. Сера снижает пластичность ста­ли при обработке в горячем состоянии — создает так называе­мую красноломкость, ухудшая тем самым ее технологические свойства. Отрицательное влияние оказывает сера и на антикорро­зионные свойства стали, что снижает функциональные качества будущих медицинских изделий. Стали содержат также в неболь­шом количестве марганец и кремний (до 0,5—0,6%), однако это не оказывает существенного влияния на свойства стали.

При добавлении к стали других компонентов в значительных количествах получают легированную сталь. Легирование производят с целью придать стали требуемые свойства. Сталь с содержанием легирующих элементов более 10% относят к высо­колегированным сталям, или сталям со специальными свойства­ми. Так, добавка к стали от 13 до 18% хрома резко повышает ее коррозионную устойчивость, такие стали относят к нержаве­ющим.

Свойства углеродистых сталей зависят от содержания в них уг­лерода. Чем больше процент углерода в стали, тем выше ее проч­ность. Предел прочности стали, содержащей 0,15% углерода, со­ставляет 32—40 кгс/мм², а стали, содержащей 1 % углерода, — до 85—90 кгс/мм², т. е. предел прочности увеличивается более чем вдвое. В связи с этим малоуглеродистые стали применяют для менее ответственных изделий, а более прочные — инструменталь­ные — для изготовления хирургических инструментов, играющих важную роль в процессе оперативного вмешательства. Марки ста­лей 15, 30, 45, содержащих соответственно 0,15, 0,30 и 0,45% уг­лерода, используют для изготовления ручек инструментов, винтов, гаек. Из стали 45 изготовляют некоторые зуботехнические инстру­менты (круглогубцы, плоскогубцы и др.).

Для изготовления хирургических инструментов употребляют ка­чественные инструментальные стали марок У7А, У8А, У10А и У12А. В обозначении этих марок цифра означает содержание уг­лерода в десятых долях процента, а буква А отличает качествен­ную сталь от обычной. Области применения сталей разных марок представлены в табл. 1.

Следует отметить, что для изготовления тонколезвийных режу­щих инструментов применяют также низколегированную инстру­ментальную сталь 13Х с содержанием 1,25—1,4% углерода, 0,4— 0,7% хрома, 0,3—0,6% марганца и 0,15—0,35% кремния. Твер­дость инструментов из этой стали наибольшая: HRC 65...67.