世界上有些人因為與金屬的(de)接觸而導(dao)致(zhi)過(guo)(guo)敏(min),一旦發生過(guo)(guo)敏(min),即可引(yin)起(qi)接觸周圍的(de)皮膚紅腫、瘙(sao)癢(yang)、濕(shi)疹、接觸性(xing)皮炎等表(biao)現。最常(chang)(chang)見的(de)致(zhi)敏(min)金屬是(shi)鎳。在日常(chang)(chang)生活合金制品中,很多都(dou)包(bao)含了鎳,如硬幣、各種合金制品、電(dian)鍍(du)物(wu)件(jian)、眼鏡架、金屬制的(de)手(shou)表(biao)帶、皮帶扣(kou)、人造首飾(shi)、內衣(yi)扣(kou)等,直(zhi)接和皮膚接觸都(dou)會讓鎳過(guo)(guo)敏(min)的(de)人出現過(guo)(guo)敏(min)現象,這是(shi)鎳離子(zi)的(de)釋放帶來的(de)不良反(fan)應。據報道,在歐洲有超過20%的青年男性和超過6%的青年女性對鎳過敏,且有上升趨勢。近年我國發現鎳過敏已占成人過敏的第一位。因此,很需要開發出一類植入人體或與人接觸的無鎳不銹鋼(gang)或具有高耐蝕性的不銹鋼,以盡量減少鎳釋放引起的過敏。


  瑞士蘇黎世聯邦高等工業大學(ETH)開發出一種無鎳高氮無磁性高耐蝕性的奧氏體不銹鋼,牌號為PANACEA,對于植入人體或制作與人體接觸的物品不會引起過敏,鋼的化學成分和力學性能見表9.83。

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 PANACEA鋼(gang)在成分設(she)計時,參照圖9.13,應使鋼(gang)處于奧氏體區域(yu),使鋼(gang)無鐵(tie)磁性,鉻當量(liang)應盡量(liang)取高值以(yi)保證(zheng)高的耐(nai)蝕性,鎳當量(liang)選取適當值,使其具有良好的韌性。


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 圖9.98為17Cr-10Mn-3Mo鐵基合金與氮的偽二元狀態圖,可以看出,含氮0.9%的合金有很寬的y相區(1050~1300℃),加熱至此溫度范圍,通過快速冷卻可以得到單一的奧氏體組織。如果固溶溫度過低或冷卻速率較慢,將會析出Cr2N型的氮化物(圖9.99)。Cr2N首先沿晶析出,然后在晶內析出,晶界析出的氮化物將嚴重損壞鋼的韌性和耐蝕性。對于一些小型部件,如醫用、牙科用、珠寶用及制表工業用的半成品,在技術上是沒有什么問題的,甚至某些大的鍛件也可以做到,但其焊接則不如含鎳奧氏體不銹鋼那樣容易。


 這種可以得到完全奧氏體的無鎳奧氏體不銹鋼(PANACEA)具有良好的力學性能,見表9.83,其屈服強度是常用316L不銹(xiu)鋼的2~3倍,進一步的冷變形可使其強度超過2000MPa,同時可以保持單一的奧氏體組織和沒有鐵磁性,其磁導率低于1.001H/m。


  在6%FeCl3溶液中進行耐縫隙腐蝕試驗,以Cr+3.3Mo+20N+20c作為縫隙腐蝕當量,則PANACEA鋼的耐縫隙腐蝕臨界溫度 Tcoc(critical crevicecorrosion temperature)遠高于常用的316L不銹鋼、304不(bu)銹鋼等。因此該鋼用做外科植入材料時具有較常用的骨科生物材料好得多的耐蝕性,在用于與人類皮膚接觸的珠寶或手表時也具有較常用的不銹鋼優越得多的耐蝕性。PANACEA鋼具有良好的生物相容性,已通過標準的細胞毒性試驗。


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 PANACEA鋼可(ke)以使用加壓電渣重熔爐(lu)生(sheng)(sheng)產,也(ye)可(ke)以采用粉末注射成(cheng)形(MIM)生(sheng)(sheng)產(圖9.96),其致(zhi)密度可(ke)以達(da)到96%~97%,其力學性能與熔煉方法制(zhi)取的(de)鋼基本(ben)相(xiang)同(表9.83)。