1.4542（17-4PH）不銹鋼加工及應(yīng)用

手術(shù)器械一般采用不銹鋼制造。工業(yè)上使用的不銹鋼有80多種，但考慮到彈性、硬度、剛度、耐磨性、抗拉強度和韌性等綜合因素，只有10種不銹鋼適合制造手術(shù)器械。目前，馬氏體不銹鋼是常用的手術(shù)器械，其次是奧氏體和鐵素體。然而，馬氏體不銹鋼的防銹性能和相關(guān)性能在不銹鋼家族中并不令人滿意。中國每年都有很多關(guān)于手術(shù)器械腐蝕的投訴；奧氏體和鐵素體不銹鋼的應(yīng)用范圍有限，因為它們不能通過熱處理進行硬化。鑒于這些因素，早在20世紀70年代和80年代，國外就有不銹鋼用于手術(shù)器械的沉淀和硬化案例。

在奧氏體不銹鋼的前提下發(fā)展出沉淀硬化不銹鋼。由于其元素比例適中，在火災條件下具有奧氏體組織，因此冷加工性能優(yōu)異，易于軋制成鋼帶和箔，冷暴力后，可轉(zhuǎn)化為馬氏體，從而顯著提高鋼的強度。因為這種鋼含有沉淀硬化的效果Mo，Cu，Al，B等元素，所以強度可以進一步提高。沉淀硬化，也稱沉淀強化，是指溶質(zhì)原子在過飽和固溶體中的偏聚區(qū)和溶解顆粒分布在基底中的金屬的熱處理方法。根據(jù)合金成分，沉淀硬化不銹鋼可分為馬氏體型、半奧氏體型和奧氏體型。根據(jù)我國2007年實施的國家標準，有四種型號的沉淀硬化不銹鋼，即05Cr15Ni5Cu4Nb，05Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)，07Cr17Ni7Al（17-7PH)和07Cr15Ni7Mo2AI(PH15-7Mo)。其中：含銅沉淀硬化不銹鋼05Cr17Ni4Cu4Nb(以下簡稱17-4PH)機械性能好，可硬化。在大多數(shù)情況下，其防銹性能并不低于奧氏體不銹鋼，一般用于航空航天、食品、核工業(yè)軸、汽輪機等部件的腐蝕性環(huán)境和高強度要求。根據(jù)17-4PH對于鋼材的這些特性，筆者認為這種鋼材特別適合制造一些特殊使用條件的優(yōu)質(zhì)手術(shù)器械。本文主要結(jié)合17-4PH冷熱加工工藝討論鋼在手術(shù)器械中的應(yīng)用。

05Cr17Ni4Cu4Nb[GB120-2007)化學成分規(guī)格如表1所示。

05Cr17Ni4Cu4Nb機械性能要求如表2所示。

05Cr17Ni4Cu4Nb耐腐蝕性如表3所示。

17-4PH鋼的加工性能

能夠處理17-4的淬火和硬化狀態(tài)PH鋼材進行機械加工，加工條件隨材料硬度的變化而變化。通常使用高速鋼刀具或潤濕硬質(zhì)合金刀具進行加工。

(1)熱成形熱成形的環(huán)境溫度為950~1200℃。固溶處理和時效處理應(yīng)采用完整的熱處理方法。

(2)冷成型只能在變軟的條件下進行，條件相對嚴格。冷加工后，通過固溶處理及時處理，增強了晶間的耐腐蝕性。軋制、彎曲等.在變軟條件下，應(yīng)進行工作過程，以免造成裂開。

(3)切割熱切割(等離子體、鋸切等)。).考慮到熱變質(zhì)部分，應(yīng)適當控制切割程序。切割后，研磨以去除氧化層。切割、沖壓、鋸切等。可用于機械切割。

(4)熱處理17-4)PH材料的熱處理方法接近普通馬氏體不銹鋼的熱處理操作。選擇真空熱處理或保護大氣熱處理可以獲得滿意的效果。一般17-4PH鋼中使用的熱處理方法是固溶+時效處理。鋼的馬氏體開始溫度變化（Ms):130℃;改變停止溫度（Mf):30℃;固溶溫度：1050±25)℃x30min~1h，水冷或油冷至25℃下面。根據(jù)不同的產(chǎn)品最終性能要求，固溶處理后可選擇四種時效工藝(見表2)，其中480℃×2h時效處理后，硬度可達到40HRC以上，獲得*高的力學性能。在較高的時效溫度下620℃接下來，可以獲得更高的延展性。在生產(chǎn)實踐中選擇真空高壓氣淬也能達到技術(shù)標準。

(5)焊接174PH鋼材具有良好的焊接性能，可采用一般的電弧焊和電阻焊接工藝進行焊接，即17-4可采用其他不銹鋼焊接工藝PH鋼。另一個主要優(yōu)點是焊接前不需要預熱。由于其自身的馬氏體結(jié)構(gòu)特性，焊接金屬中的低氧含量保持了良好的韌性和延展性。為了防止冷裂，應(yīng)盡量避免滲氫。17-4PH鋼可以用相同的填充金屬焊接。如果焊接時不需要考慮17-4PH奧氏體填充金屬也可以用于機械性能，以后不需要熱處理。在實踐中，我們將是17-4PH與普通馬氏體鋼焊接，效果相同。

(6)表面處理17-4)PH鋼材的表面處理方法與普通不銹鋼基本相同。在研磨、噴砂、拋光和鈍化過程中，對鋼材沒有特殊要求。17-4PH鋼具有很強的耐腐蝕性，因此可以根據(jù)商品的使用要求選擇明亮或啞光等表面處理工藝，從而達到滿意的效果。只需注意不同材料的組合，17-4PH鋼的表面顏色與普通不銹鋼略有不同。

與普通不銹鋼相比，17-4PH鋼具有較高的耐腐蝕性和良好的熱冷加工性能，加工工藝相對簡單，適合制造一些具有特殊使用要求的優(yōu)質(zhì)手術(shù)設(shè)備。隨著技術(shù)的進步，其應(yīng)用范圍有望繼續(xù)擴大。當然，在這個階段，考慮到制造成本和其他因素。沉淀硬化不銹鋼更適合制造具有特殊使用條件和高附加值的產(chǎn)品。