1.4542（17-4PH）不銹鋼加工及應用

手術器械一般采用不銹鋼制造。工業上使用的不銹鋼有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器械。目前，馬氏體不銹鋼是常用的手術器械，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性能在不銹鋼家族中并不令人滿意。中國每年都有很多關于手術器械腐蝕的投訴；奧氏體和鐵素體不銹鋼的應用范圍有限，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器械的沉淀和硬化案例。

在奧氏體不銹鋼的前提下發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，因此冷加工性能優異，易于軋制成鋼帶和箔，冷暴力后，可轉化為馬氏體，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，是指溶質原子在過飽和固溶體中的偏聚區和溶解顆粒分布在基底中的金屬的熱處理方法。根據合金成分，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、核工業軸、汽輪機等部件的腐蝕性環境和高強度要求。根據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質手術器械。本文主要結合17-4PH冷熱加工工藝討論鋼在手術器械中的應用。

05Cr17Ni4Cu4Nb[GB120-2007)化學成分規格如表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合金刀具進行加工。

(1)熱成形熱成形的環境溫度為950~1200℃。固溶處理和時效處理應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)。).考慮到熱變質部分，應適當控制切割程序。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。根據不同的產品最終性能要求，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。在生產實踐中選擇真空高壓氣淬也能達到技術標準。

(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。另一個主要優點是焊接前不需要預熱。由于其自身的馬氏體結構特性，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質手術設備。隨著技術的進步，其應用范圍有望繼續擴大。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品。