У третьому тисячолітті медична наука і техніка є основними рушійними силами цивілізації. Ці напрямки перетинаються в багатьох сферах, щоб справлятися зі складними викликами сучасності. Медична сталь - продукт такого симбіозу, коли металургія допомагає розвиватися охороні здоров'я. Можна сміливо стверджувати, що без цього матеріалу існування галузі, що відповідає за боротьбу з хворобами і збереження людського життя, неможливо. Причому він має таку кількість позитивних характеристик, що затребуван не тільки тут.
Що таке медична сталь?
Тих, хто спробує знайти в інтернеті або навіть в спеціалізованій літературі однозначне трактування цього терміна, чекає розчарування. Офіційного позначення, точно регламентованого складу, стандартизованих вимог до механічних властивостей у такого матеріалу не існує.
Більш того, мова йде не про один, а про групу металевих сплавів, які застосовуються при виробництві медичних інструментів, обладнання, конструкційних елементів протезів, ін. Таким чином, у кожного виробника матеріал цієї категорії може мати свою власну хімічну формулу. Це обумовлюється багатьма факторами, в тому числі, сферою застосування. Наприклад, медичний сплав для стоматології - це в багатьох випадках комбінація кобальт-хром, а хірургічна сталь - категорія сплавів, де переважне легування нікелем.
Історія відкриття і застосування
Медичний метал в лікарській справі став застосовуватися більш 300 років тому. Історична довідка свідчить, що піонером цього напряму став лікар на ім'я Фабріціус. Він використовував металевий сплав для виготовлення сталевих кілець, якими фіксувалися переломи кісток. Перша така ортопедична операція датується 1666 роком. Сьогодні металургійна промисловість зробила крок далеко вперед і випускає досить широкий асортимент сталей, інертних до кородіювання при контактах з живими тканинами. Іншими словами, мова йде про нержавійку, але спеціальну.
Нержавіюча сталь - це матеріал практичний, надійний, благородний і естетичний. За цими показниками вона багато в чому перевершує інші матеріали.
Властивості і критерії медичної сталі
Для початку зазначимо, що сталь - це сплав заліза з вуглецем. А відмінною рисою матеріалу, що застосовується в медицині, є наявність в ньому легуючих елементів. Вони додаються з метою зміни (поліпшення) фізичних і / або хімічних якостей основного складу.
Малюнок 1. Сталь в медицині
Хімічні властивості для визначення приналежності до хірургічної сталі
- Вуглець - обов'язковий компонент будь-якого сталевого сплаву, включаючи нержавіючу сталь. Саме він відповідає за твердість і міцність матеріалу. В результаті взаємодії вуглецю з залізом, утворюються карбіди - структури з підвищеними механічними характеристиками. Крім того, наявність вуглецю дозволяє зміцнити сталь шляхом термічної обробки. Однак, допускати надлишок цього елемента не можна - допустимі межі 0,4-1,2%.
- Хром - найпопулярніший компонент для легування сталі. Медичний сплав передбачає його наявність на рівні 13% і більше. Подрібнюючи зерно металу, збільшує його характеристики. На поверхні матеріалу оксиди хрому утворюють плівку, яка захищає від агресивного середовища і термонагрузки.
- Кремній - компонент, що забезпечує антикорозійні властивості і стійкість до окислення при високих температурах. Підвищує пружність і кислотостійкість. Склад хірургічної сталі передбачає його включення на рівні 1% від загальної маси
- .Марганець - розкислювач. Досить 1% в компонентній формулі. Видаляє з матеріалу кисень, який потрапляє в нього в процесі плавки. Тим самим підвищується зносостійкість і пружність металу, хоча дещо зменшується пластичність. Також марганець зв'язує сірку, перешкоджаючи утворенню шкідливого з'єднання FeS, що провокує ламкість в режимі високих температур.
Крім цих елементів, до складу медичного сплаву може входити нікель. Він подібно хрому надає сталі корозійну стійкість, а також збільшує міцність і пластичність.
Фізичні властивості для визначення приналежності до хірургічної сталі
Варто відзначити, що присутність в малих кількостях легуючих компонентів не роблять її токсичною. А завдяки високій щільності і незначній пористості, поверхня легко піддається дезінфекції.
Сталь дуже тверда - її важко пошкодити, вона не боїться ударів і подряпин. І разом з тим, при виготовленні виробів, вдається виконати дуже тонке і гостре лезо, яке тривалий час не буде притуплятися.
Інші важливі параметри, що характеризують хірургічну сталь:
- корозійна стійкість;
- жароміцність;
- опір циклічним навантаженням;
- висока втомна міцність;
- схильність до термічного зміцнення.
Відповідні марки стали
Описані вище параметри є досить загальними і підходять для ряду сталей. Серед найбільш затребуваних варто відзначити марки:
- 95Х18;
- 40Х13С;
- 65Х13.
Така класифікація характерна для нашого ринку. Зарубіжні аналоги позначаються, наприклад, так:
- 1.4125 (Німеччина)
- 440В (США)
- SUS440C (Японія)
- Z100CD17 (Франція)
Область застосування хірургічної сталі
Сплави цієї категорії, не дивлячись на специфічність найменування, фігурують в різних сферах. Їм віддають перевагу там, де висуваються підвищені вимоги до інертності щодо агресивних середовищ і міцності.
Малюнок 2. Медична сталь
Медицина
Медична сталь - це високотехнологічний продукт, без якої існування системи охорони здоров'я і боротьби з хворобами ми уявити не можемо. Описати всю широту затребуваності цієї особливої нержавійки в галузі в рамках цієї статті фізично не вийде. Скальпелі, затиски, щипці, голки і інший хірургічний інструментарій виготовляється тільки з неї. Також, як і фрези, стоматологічні бори, брекети, деталі протезів для різних частин організму, стерилізаційні ємності і медичний посуд, ін. А щоб вироби служили якомога довше, необхідно дотримуватися певних правил користування, догляду та зберігання.
Архітектура
Вироби з хірургічної сталі можна знайти в інтер'єрах різних приміщень. Трендовий в останні роки стиль лофт, пропонує нержавіючі люстри, світильники, декоративні панелі, меблеву фурнітуру, рами для дзеркал. Таким чином, багато хто воліє купити метал такий як медична сталь для того, щоб створити той самий унікальний «індустріальний» вид.
Харчова промисловість
Логічно, що раз хірургічна сталь дозволена в медицині, то застосовується і в харчовій промисловості, де найважливішим критерієм є нетоксичність матеріалів. З неї виробляють довговічні і красиві столові прилади. Окремий напрямок - кухонні ножі, леза яких повинні бути досить твердими і гострими при інтенсивній експлуатації. Деякі деталі посудомийних машин і поверхні духових шаф також виконуються з таких сплавів.
Машинобудування
Ця сфера, поряд з медициною, є великим споживачем високолегованих сталей. Деталі машин і механізмів, що піддаються високим абразивним навантаженням і постійному впливу агресивних середовищ, також виготовляються тільки їз таких матеріалів. Як приклад, можна навести конструктивні елементи поршневих систем і карданних хрестовин.
Прикраси
Як би дивно це не звучало, але медична сталь міцніша, ніж золото і срібло. Саме тому, біжутерія та прикраси з неї - тренд останнього часу. Сьогодні можна сміливо сказати, що це вже досить серйозний сегмент ринку. Ця модна тенденція пояснюється досить просто - медична сталь (біжутерія з неї) не чорніють, не деформуються, не втрачають блиску. При оптичній оцінці дуже схожі на вироби з дорогоцінних металів, але в рази дешевше. Біжутерія з нержавіючих сплавів виглядає привабливо, її покривають емаллю, інкрустують кристалами Сваровські, фіанітами, цирконами і іншими напівкоштовними каменями. Відзначимо, що прикраси з хірургічної сталі використовуються для пірсингу, але не первинного.
Міфи і факти про медичну сталь
Наше життя так влаштоване, що будь-яка популярна тема миттєво обростає чутками, гіпотезами і міфами. Не стали винятком високолеговані нержавіючі сплави. Розвінчанню недостовірної інформації по цій темі необхідно присвятити окрему статтю. Ми плануємо такий матеріал - слідкуйте за оновленнями нашого блогу. А, прямо зараз хочемо відповісти на два найпопулярніші питання, які дуже хвилюють аудиторію. Хоча, швидше за все, після прочитання викладеного вище матеріалу, наші читачі вже самі знають на них відповідь. Але все ж…
Чи може іржавіти хірургічна сталь?
Чи іржавіє нержавійка? Якщо коротко, то ні. А взагалі, такий металопрокат відносяться до умовно нержавіючих. Це означає, що для забезпечення інертності до корозійних процесів, матеріал піддається певним впливам - гарт, полірування, правильна експлуатація. Наприклад, вироби з хірургічної сталі, які використовують майстри манікюру, не можна вище покладеного залишати в стерилізаторах або у вологому стані. Після заточування обов'язково полірування і обробка вузлів тертя спеціальними складами.
Чи магнітиться медична сталь?
Ті, хто носять кільця з хірургічної сталі відповідь на це запитання знають. Не магнітиться. Пояснюється це хімічною формулою матеріалів, в якій в певній кількості містяться хром і марганець. Немагнітність - ще одна з важливих переваг таких сплавів.
На завершення хочемо відзначити, що медична (хірургічна) сталь на відміну від багатьох інших матеріалів, знаходиться на підйомі по затребуваності. Зростання споживання протягом останніх десятиліть зафіксований на рівні 4-6%. І поки гідного конкурента у цього матеріалу немає, значить він збереже і навіть зміцнить свої позиції.
https://metinvest-smc.com/ua/
