وبلاگ تحقیقاتی متالورژی

آنالیز فلزات و بخصوص استنلس استیل

وبلاگ تحقیقاتی متالورژی

آنالیز فلزات و بخصوص استنلس استیل

وبلاگ تحقیقاتی متالورژی

در این بلاگ مطالب ارزشمند زیادی در رابطه با انواع ورق استیل در سری 300 که به ورق استیل نگیر و ورق استیل سری 400 که به ورق استیل بگیر معروف هستند را به علاقه مندان این صعنت ارایه میدهد.

۱ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «ایمپلنت استیل» ثبت شده است

 

 

ایمپلنت وسیله ای است که برای جایگزینی اندام هایی استفاده می شود که به علت ضربه یا اختلالات استخوانی و غضروفی (مانند پوکی استخوان) آسیب دیده اند. در این مقاله به بررسی و بحث درباره ایمپلنت های ساخته از آلیاژهای فلزی و کاربردهایشان خواهیم پرداخت. متداول ترین آلیاژهای مورد استفاده در ساخت ایمپلنت های جراحی عبارتند از: استنلس استیل ها و تیتانیم.

مروری بر تاریخچه بکارگیری استنلس استیل در ساخت تجهیزات پزشکی

از اوایل قرن بیستم تا کنون از استنلس استیل (فولاد زنگ نزن) در مصارف پزشکی استفاده شده است. فولاد ضد زنگ انواع مختلفی دارد که یکی از انواع ، گرید 302 است که از آن در جراحی های ارتوپدی استفاده می­ شود. اما بیشترین کاربرد در بین این فولادها در مصارف پزشکی مربوط به ورق استیل 304 و 316 بوده است. این دو گرید دارای ساختار آستنیتی بوده و فاقد خواص مغناطیسی می باشند. از ورق استیل L 316 در عمل ­های جراحی برای جایگزینی بافت های بیولوژیکی یا کمک به ایجاد ثبات اعضای بیولوژیکی بدن مانند بافت استخوان و برای کمک به روند بهبود، استفاده می شود. از آنجایی که قیمت ورق استیل 316 از گرید های 302 و 304 بالاتر بوده و همین امر نیز منجر به بالاتر رفتن قیمت محصول نهایی می شود. اما در ادامه به بررسی دلایل این انتخاب پرداخته می شود.

 

 

 

ورق استیل 316 در ساخت ایمپلنت

متداول ترین فولاد مورد استفاده در عمل های جراحی، ورق استیل L 316 است زیرا در تماس با مایعات بیولوژیکی بدن بیشترین مقاومت به خوردگی را دارا می باشد. ایمپلنت های جراحی نباید زمانی که در بدن قرار می گیرند در برابر خوردگی آسیب پذیر باشند زیرا در غیر اینصورت باعث ایجاد عفونت می شوند. زمانی که ایمپلنت به عفونت مبتلا می شود، به منظور جلوگیری از آسیب بیشتر به بافت های بیولوژیکی اطراف آن، ایملپنت از بدن خارج می گردد. بیشترین تاثیر ورق استیل L 316 به عنوان ایمپلنت­ جراحی زمانی است که از آن در شرایط کارسرد شده (ورق استیل نورد سرد شده) استفاده شود. محبوبیت این فولاد در ساخت ایمپلنت از این جهت است که فاقد آخال (ترکیب بین فلز و اکسیژن) است. زیرا وجود آخال در ماده یکی از عوامل اصلی تسریع پروسه خوردگی در فلزات و آلیاژهای فلزی است.

ورق استیل L 316  که از آن در ساخت ایمپلنت های جراحی استفاده می شود، بین 16% تا 18% کروم و 10% الی %14 نیکل دارد. همانطور که قبل تر گفته شد، ایمپلنت های فلزی نباید در برابر خوردگی آسیب پذیر باشند. این فولاد زنگ نزن در ترکیب خود حاوی 2 الی 3 درصد مولیبدن است. به همین دلیل قیمت ورق استیل 316 از گرید 304 بیشتر است. مولیبدن یک لایه محافظ بر روی ورق استیل تشکیل می دهد و بدین ترتیب از استیل در تماس با محیط های اسیدی محافظت می کند. عنصر کربن نیز به شرطی که به حالت محلول جامد باشد می تواند باعث مقاومت ورق استیل در برابر خوردگی شود. در جدول زیر ترکیب شیمیایی ورق استیل 316 و L 316 نشان داده شده است.

جدول 1: آنالیز ترکیب شیمیایی ورق استیل 316

عنصر آلیاژی (%)

استیل 316

استیل L 316

کربن (C)

07/0

03/0

منگنز (Mn)

2

2

سیلسیم (Si)

75/0

75/0

فسفر (P)

045/0

045/0

گوگرد (S)

03/0

03/0

کروم (Cr)

18 - 16

18 - 16

نیکل (Ni)

14 - 10

14 - 10

نیتروژن (N)

1/0

1/0

مولیبدن (Mo)

3 - 2

3 - 2

تیتانیم (Ti)

-

-

آهن (Fe)

عنصر پایه

عنصر پایه

 

جدول 2 : خواص مکانیکی ورق استیل 316

رده آلیاژی

 

استحکام کششی نهایی (MPa)

حداقل مقدار

 

 

استحکام تسلیم (MPa)

(حداقل مقدار)

 

الانگیشن (%)

 

سختی

UTS (MPa)-min

YS (%2 proof stress) (MPa)-min

E ( % in 50 mm)-min

راکول (HR B)

حداکثر مقدار

برینل (HB)

حداکثر مقدار

316

515

205

40

92

217

L 316

485

170

40

92

217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

باید خاطر نشان کرد در فولادهای زنگ نزنی که برای ساخت ایمپلنت استفاده می شوند نباید ساختار فریتی حضور داشته باشد زیرا این ساختار به ورق استیل خاصیت مغناطیسی می دهد. از فولادهای فریتی همچون ورق استیل 430 هرگز به عنوان ایمپلنت استفاده نمی شود زیرا با تجهیزات تصویر برداری، رزونانس مغناطیسی (به اختصار MRI) تداخل ایجاد می کند. یکی از بزرگترین معایب ایمپلنت های مغناطیسی، آسیب پذیری این آلیاژها در برابر حرارت است. حرارت می تواند شکل یا موقعیت ساختار ایمپلنت را تغییر دهد.

 

 

 

قیمت ورق استیل 316

همانطور که پیش تر نیز اشاره شد قیمت ورق استیل 316 در مقایسه با گرید 304 به خاطر داشتن مولیبدن و نیکل بیشتر، بالاتر است. اما از آنجایی این گرید در ابعاد، ضخامت و سطوح مختلفی تولید می شود پارامترهای دیگری نیز دخیل هستند. به عنوان مثال قیمت ورق استیل 316 در حالت نورد سرد شده (ضخامت کمتر از 3 میل) در مقایسه با ورق نورد گرم شده (ضخامت بیشتر از 3 میل ) بیشتر است.

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰ ۱۷ شهریور ۰۰ ، ۱۵:۴۸
مهدی باقرآبادی