Медицинская сталь магнитится или нет

Хирургическая сталь. Свойства и применение

Сталь в хирургии впервые применили в 1666-ом году. Иероним Фабрициус использовал сплав для фиксации перелома. Медик закрепил кости стальными кольцами. В инструментарии врачей соединение железа с углеродом было и в римскую эпоху. Но, тогда сталь не была усовершенствованной, существовала лишь одна ее формула.

На фото браслет из хирургической стали

В 21-ом веке выпускают десятки разновидностей сплава. Различные добавки меняют его свойства. Несколько марок состава используют в медицине, отсюда и название хирургическая сталь. Узнаем ее состав и свойства.

Свойства хирургической стали

Итак, марки «хирургическая сталь» нет. Это обобщенное название для группы сплавов, используемых для производства медицинского оборудования, инструментов, деталей для протезов. Основное требование – сталь не должна быть пористой.

Отверстия усложняют дезинфекцию приборов, делая их рассадником для бактерий. Не должен сплав и ржаветь. Поэтому, отметаются, к примеру, марки хирургической стали У₇А и У₉А. Они не устойчивы к коррозии.

Хирургическая нержавеющая сталь отличается и твердостью. Материал должен выдерживать удары, не царапаться, крошится. Твердость позволяет инструменту долго не тупиться. К тому же, можно сделать максимально тонкое лезвие, деталь, не боясь, что они погнутся или сломаются.

Исключают производители и воздействие химически веществ. Сплав, как говорится, инертный. Положи хоть в кислоту, хоть в щелочь, сталь не вступит с ними в реакцию. В реакцию материал не вступает и с организмом. Сплав не токсичен, хоть и содержит хром, либо никель. Добавляют к смеси железа с углеродом и марганец c хромом.

На фото тоннели из хирургической стали

Примеры марок: — 40X13, 65X13, 95X13. Изделия из хирургической стали зарубежных производителей могут помечаться, к примеру, так: — SUS₄₄₀C, AlSl₄₂₀. Обозначения на Западе другие, но состав сплавов одинаков.

Применение

Стали, применяемые в медицине, находят «работу» и в иных сферах. Так, марку AlSl₄₃₀ называют еще пищевой. В ней много хрома и мало углерода. Задействуют в медицине ограниченно из-за высокой пластичности. Зато, материал отлично подходит для создания тары, легко тянется, штампуется, перфорируется.

К пищевой промышленности примыкает изготовление утвари для кухонь. Здесь тоже пригождается хирургическая сталь. Купить шкафчики с ржавеющими крепежами и ручками, вряд ли кто-то захочет. В стиральных машинах тоже не обойтись без нержавейки. Она нужна и в поддонах для посудомоечных машин. Делают из сплава и саму посуду. Акцент ставится на ее прочность, химическую устойчивость, безвредность.

За посудой из хирургической стали следует инструментарий косметологов. Щипчики для ногтей, ножницы, плойки. Все это не обходится без смеси на основе железа. Без нее не справляются и архитекторы, строители и дизайнеры.

Многие здания, к примеру, оформляют в стиле хай-тек. Он не обходится без металлических поверхностей. Поэтому, дома обшивают стальными панелями, что дает индустриальный вид. Но, что бы было, если блестящая поверхность ржавела, ломалась, царапалась?

На фото цепь с крестом из хирургической стали

Цену хирургической стали знают и в машиностроении. Больше всего сплава идет на изготовления фурнитуры для авто, выхлопных элементов, теплообменного оборудования. В стороне не остались и ювелиры. Они делают из сплава украшения. Из хирургической стали формируют цепи, серьги, броши, браслеты. Но, об этом поговорим отдельно.

Ювелирные изделия из хирургической стали

Пример ювелирного сплава – 316L. Этот состав, иногда, применяют для имплантов, вживляемых в организм. Так что, цепочка из хирургической стали абсолютно безвредна. Украшения способны стать альтернативой для людей с аллергическими реакциями на золото, серебро, медь. Но, ювелиры ценят медицинский сплав за другое. Состав идеален по соотношению эксплуатационных характеристик, внешности и цене.

Браслет из хирургической стали соответствует индустриальной стилистике. На фоне сверкающих гладким металлом зданий, утрированно простых форм, драгоценности витиеватого, утонченного дизайна смотрятся, порой, нелепо.

Серьги же из хирургической стали создают индивидуальный имидж, соответствующий эпохе. Привлекает и то, что за изделиями из нержавеющего сплава не требуется особого ухода. Чистить, как серебро, не надо.

Беспокоиться о царапинах на поверхности украшений не приходится. В мире существует мало материалов, способных оставить черту на медицинской стали. Ее можно поцарапать, к примеру, алмазом, но, вряд ли, придется где-то тереть цепь из хирургической стали о бриллианты.

На фото пирсинг из хирургической стали

Сплав не драгоценный. Украшения из усовершенствованного железа – бижутерия. При этом, хирургическая сталь не уступает в свойствах драгоценным сплавам, к примеру, не ржавеет, как и золото. Даже в серебре не рекомендовано плавать.

Сталь же воды не боится. Химическая инертность состава тоже сравнима с металлами платиновой группы. В общем, масса плюсов с солидной экономией на них. Настало время поговорить о цене хирургической стали.

Стоимость мужского браслета из хирургической стали будет одна, а листа из сплава AlSl316L – другая. За исходники просят от 10-ти рублей. При этом, листы с завода отличаются по толщине. Как правило, предлагают образцы от 0,1 до 999 миллиметров.

Ранятся листы и по раскрою. К примеру, пластины 1 на 2 метра предлагают за 140, 218, 240 рублей. Зависит от производителя и нюансов формулы сплава.

Некоторые продавцы выставляют ценник за килограмм, или тонну. К примеру, одна из компаний Нижнего Новгорода реализует 1 000 килограммов стали 316L за 416 рублей. На ювелирном рынке эту сумму могут попросить за браслет весом около 30-ти граммов. Все зависит от бренда, сложности дизайна, его соответствии последним трендам моды.

Касаемо украшений, чаще всего интересуются стоимостью пирсинга. Хирургическая сталь, находясь в теле не вызовет аллергии и прочих негативных последствий. Штанги из золота могут погнуться, да и доступны не всем. Как правило, сделав один прокол на теле, люди стремятся прийти в салон еще раз.

Выгоднее приобрести 20 стальных украшений, чем одно драгоценное. За одну штангу из усовершенствованного железа придется отдать всего 50-100 рублей. Речь идет о 19-миллиметровых моделях без дополнительных элементов, к примеру, камней.

На фото мужской браслет из хирургической стали

Экзотикой хирургическая сталь остается лишь среди обручальных колец. Специалисты говорят, это вопрос времени. Первые образцы для свадеб уже выпущены. Молодожены прибегают к ним из-за особой прочности.

Обручальный перстень носится не снимая. Золото – мягкий металл. Приходится постоянно полировать символ любви, избавляясь от царапин.

Серебряные кольца покрываются чернью, не терпят влагу. А вот стальные модели – истинное воплощение долговечности и прочности отношений. Есть и в новом тренде и что-то стерильное, указывающее на чистоту чувств, не зря же сплав медицинский.

Отзывы

Отзывы о хирургической стали касаются разных товаров, изготавливаемых из сплава. Однако, во всех случаях большинство реплик положительны. В посуде, украшениях и деталях интерьера, к примеру, потребителям нравится холодный блеск и надежность.

Отрицательные отзывы, как правило, касаются подделок, изготовленных не из хирургической, а простой стали. Однако, фальсификата мало. Цена материала позволяет не лукавить.

Медицинская сталь

В третьем тысячелетии медицинская наука и техника являются основными движущими силами цивилизации. Эти направления пересекаются во многих сферах, чтобы справляться со сложными вызовами современности. Медицинская сталь – продукт такого симбиоза, когда металлургия помогает развиваться здравоохранению. Можно смело утверждать, что без этого материала существование отрасли, отвечающей за борьбу с болезнями и сохранение человеческой жизни, невозможно. Причем он обладает таким количеством положительных характеристик, что востребован не только здесь.

Что такое медицинская сталь?

Тех, кто попытается найти в интернете или даже в специализированной литературе однозначную трактовку этого термина, ждет разочарование. Официального обозначения, точно регламентированного состава, стандартизированных требований к механическим свойствам у такого материала не существует.

Более того, речь идет не об одном, а о группе металлических сплавов, которые применяются при производстве медицинских инструментов, оборудования, конструкционных элементов протезов, пр. Таким образом, у каждого производителя материал этой категории может иметь свою собственную химическую формулу. Это обуславливается многими факторами, в том числе, сферой применения. Например, медицинский сплав для стоматологии – это во многих случаях комбинация кобальт-хром, а хирургическая сталь – категория сплавов, где предпочтительно легирование никелем.

История открытия и применения

Медицинский металл в лекарском деле стал применяться более 300 лет назад. Историческая справка гласит, что пионером этого направления стал врач по имени Фабрициус. Он использовал металлический сплав для изготовления стальных колец, которыми фиксировались переломы костей. Первая такая ортопедическая операция датируется 1666 годом. Сегодня металлургическая промышленность шагнула далеко вперед и выпускает достаточно широкий ассортимент сталей, инертных к корродированию при контактах с живыми тканями. Другими словами, речь идет о нержавейке, но специальной.

Нержавеющая сталь – это материал практичный, надежный, благородный и эстетичный. По этим показателям она во многом превосходит другие материалы.

Свойства и критерии медицинской стали

Для начала обозначим, что сталь – это сплав железа с углеродом. А отличительной особенностью материала, применяемого в медицине, является наличие в нем легирующих элементов. Они добавляются с целью изменения (улучшения) физических и/или химических качеств основного состава.

Рисунок 1. Сталь в медицине

Химические свойства для определения принадлежности к хирургической стали

Углерод – обязательный компонент любого стального сплава, включая нержавейку. Именно он отвечает за твердость и прочность материала. В результате взаимодействия углерода с железом, образуются карбиды – структуры с повышенными механическими характеристиками. Кроме того, наличие углерода позволяет упрочнить сталь путем термической обработки. Однако, допускать переизбыток этого элемента нельзя – допустимые границы 0,4-1,2%.
Хром – самый популярный компонент для легирования стали. Медицинский сплав предполагает его наличие на уровне 13% и более. Размельчая зерно металла, увеличивает его прочностные характеристики. На поверхности материала оксиды хрома образуют пленку, которая защищает от агрессивной среды и термонагрузки.
Кремний – компонент, обеспечивающий антикоррозийные свойства и стойкость к окислению при высоких температурах. Повышает упругость и кислотостойкость. Состав хирургической стали предполагает его включение на уровне 1% от общей массы.
Марганец – раскислитель. Достаточно 1% в компонентной формуле. Удаляет из материала кислород, который попадает в него в процессе плавки. Тем самым повышается износостойкость и упругость металла, хотя несколько уменьшается пластичность. Также марганец связывает серу, препятствуя образованию вредного соединения FeS, провоцирующего ломкость в режиме высоких температур.

Кроме этих элементов, в состав медицинского сплава может входить никель. Он подобно хрому придает стали коррозионную стойкость, а также увеличивает прочность и пластичность.

Физические свойства для определения принадлежности к хирургической стали

Стоит отметить, что присутствие в малых количествах легирующих компонентов не делают ее токсичной. А благодаря высокой плотности и малой пористости, поверхность легко поддается дезинфекции.

Сталь очень твердая – ее трудно повредить, она не боится ударов и царапин. И вместе с тем, при изготовлении изделий, удается выполнить очень тонкое и острое лезвие, которое длительное время не будет притупляться.

Другие важные параметры, характеризующие хирургическую сталь:

коррозийная стойкость;
жаропрочность;
сопротивление циклическим нагрузкам;
высокая усталостная прочность;
склонность к термическому упрочнению.

Подходящие марки стали

Описанные выше параметры являются достаточно общими и подходят для ряда сталей. Среди наиболее востребованных стоит отметить марки:

95Х18;
40Х13С;
65Х13.

Такая классификация характерна для нашего рынка. Зарубежные аналоги обозначаются, например, так:

1.4125 (Германия)
440В (США)
SUS440C (Япония)
Z100CD17 (Франция)

Область применения хирургической стали

Сплавы этой категории, несмотря на специфичность наименования, фигурируют в разных сферах. Им отдают предпочтение там, где выдвигаются повышенные требования к инертности относительно агрессивных сред и прочности.

Рисунок 2. Медицинская сталь

Медицина

Медицинская сталь – это высокотехнологичный продукт, без которой существование системы охраны здоровья и борьбы с болезнями мы представить не можем. Описать всю широту востребованности этой особой нержавейки в отрасли в рамках этой статьи физически не получится. Скальпели, зажимы, щипцы, иглы и другой хирургический инструментарий изготавливается только из нее. Также, как и фрезы, стоматологические боры, брекеты, детали протезов для различных частей организма, стерилизационные емкости и медицинская посуда, пр. А чтобы изделия служили как можно дольше, необходимо соблюдать определенные правила пользования, ухода и хранения.

Архитектура

Изделия из хирургической стали можно найти в интерьерах различных помещений. Трендовый в последние годы стиль лофт, предлагает нержавеющие люстры, светильники, декоративные панели, мебельную фурнитуру, рамы для зеркал. Таким образом, многие предпочитают купить металл такой как медицинская сталь для того, чтобы создать тот самый уникальный «индустриальный» вид.

Пищевая промышленность

Логично, что раз хирургическая сталь разрешена в медицине, то применяется и в пищевой промышленности, где важнейшим критерием является нетоксичность материалов. Из нее производят долговечные и красивые столовые приборы. Отдельное направление – кухонные ножи, лезвия которых должны быть достаточно твердыми и острыми при интенсивной эксплуатации. Некоторые детали посудомоечных машин и поверхности духовых шкафов также выполняются из таких сплавов.

Машиностроение

Эта сфера, наряду с медициной, является крупным потребителем высоколегированных сталей. Детали машин и механизмов, подверженных высоким абразивным нагрузкам и постоянному воздействию агрессивных сред, также изготавливаются только из таких материалов. В качестве примера, можно привести конструктивные элементы поршневых систем и карданных крестовин.

Украшения

Как бы странно это не звучало, но медицинская сталь более прочная, чем золото и серебро. Именно поэтому, бижутерия и украшения из нее – тренд последнего времени. Сегодня можно смело сказать, что это уже достаточно серьезный сегмент рынка. Эта модная тенденция объясняется достаточно просто – медицинская сталь (бижутерия из нее) не чернеют, не деформируются, не теряют блеска. При оптической оценке очень похожи на изделия из драгоценных металлов, но в разы дешевле. Бижутерия из нержавеющих сплавов выглядит привлекательно, ее покрывают эмалью, инкрустируют кристаллами Сваровски, фианитами, цирконами и другими полудрагоценными камнями. Отметим, что украшения из хирургической стали используются для пирсинга, но не первичного.

Мифы и факты про медицинскую сталь

Наша жизнь так устроена, что любая популярная тема мгновенно обрастает слухами, гипотезами и мифами. Не стали исключением высоколегированные нержавеющие сплавы. Развенчанию недостоверной информации по этой теме необходимо посвятить отдельную статью. Мы планируем такой материал – следите за обновлениями нашего блога.

А, прямо сейчас хотим ответить на два самых популярных вопроса, которые очень волнуют аудиторию. Хотя, скорее всего, после прочтения изложенного выше материала, наши читатели уже сами знают на них ответ. Но все же…

Может ли ржаветь хирургическая сталь?

Ржавеет ли нержавейка? Если коротко, то нет. А вообще, такой металлопрокат относятся к условно нержавеющим. Это значит, что для обеспечения инертности к коррозийным процессам, материал подвергается определенным воздействиям – закалка, полировка, правильная эксплуатация. Например, изделия из хирургической стали, которые используют мастера маникюра, нельзя выше положенного оставлять в стерилизаторах или в сырости. После заточки обязательно полирование и обработка узлов трения специальными составами.

Магнитится ли мед. сталь?

Те, кто носят кольца из хирургической стали ответ на этот вопрос знают. Не магнитится. Объясняется это химической формулой материалов, в которой в определенном количестве содержатся хром и марганец. Немагнитность – еще одно из важных преимуществ таких сплавов.

В завершение хотим отметить, что медицинская (хирургическая) сталь в отличие от многих других материалов, находится на подъеме по востребованности. Рост потребления на протяжении последних десятилетий зафиксирован на уровне 4-6%. И пока достойного конкурента у этого материала нет, значит он сохранит и даже упрочнит свои позиции.

Магнитится ли нержавейка: магнитные свойства нержавеющей стали

Учитывая тот факт, что нержавейка сегодня выпускается в большом разнообразии марок, нельзя однозначно ответить на вопрос о том, магнитится она или нет. Магнитные свойства нержавеющих сталей зависят от химического состава и, соответственно, от внутренней структуры сплавов.

Портативный анализатор металлов позволяет быстро определить содержание химических элементов и сделать заключение о качестве нержавеющей стали

От чего зависят магнитные свойства материалов

Магнитное поле с определенным уровнем своей напряженности (Н) действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их. При этом интенсивность такого намагничивания, которая обозначается буквой J, прямо пропорциональна напряженности поля. В формуле, по которой вычисляется интенсивность намагничивания определенного вещества (J = ϞH), также учитывается коэффициент пропорциональности Ϟ – магнитная восприимчивость вещества.

В зависимости от значения данного коэффициента все материалы могут входить в одну из трех категорий:

парамагнетики – коэффициент Ϟ больше нуля;
диамагнетики – Ϟ равен нулю;
ферромагнетики – вещества, магнитная восприимчивость которых отличается значительной величиной (такие вещества, к которым, в частности, относятся железо, кобальт, никель и кадмий, способны активно намагничиваться, даже будучи помещенными в слабые магнитные поля).

Направления действия магнитных моментов соседних атомов в веществах различной магнитной природы

Магнитные свойства, которыми обладает нержавейка, связаны еще и с ее внутренней структурой, которая может включать в себя аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. При этом на магнитные свойства нержавейки оказывают влияние как сами фазовые составляющие, так и то, в каком соотношении они находятся во внутренней структуре.

Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами

Хорошими магнитными свойствами отличается нержавейка, в которой преобладают следующие фазовые составляющие:

Мартенсит – является ферромагнетиком в чистом виде.
Феррит – данная фазовая составляющая внутренней структуры нержавейки в зависимости от температуры нагрева может принимать две формы. Ферромагнетиком такая структурная форма становится в том случае, если сталь нагревают до температуры, находящейся ниже точки Кюри. Если же температура нагрева нержавейки находится выше этой точки, то в сплаве начинает преобладать высокотемпературный дельта-феррит, который является выраженным парамагнетиком.

Способность нержавейки магнитится не влияет на её коррозионную стойкость

Нержавеющие стали, в которых преобладает феррит или его смесь с мартенситом, чаще всего также относятся к ферромагнетикам, но их свойства могут различаться в зависимости от соотношения фазовых составляющих их внутренней структуры.

Стали с мартенситной внутренней структурой, которые, как и обычные углеродистые, могут упрочняться при помощи закалки и отпуска. Такая нержавейка, кроме предприятий общего машиностроения, активно используются в быту (в частности, именно из нее производят столовые приборы и режущие инструменты). К наиболее распространенным маркам таких магнитных сталей, изделия из которых производятся с термообработкой и могут подвергаться финишной шлифовке и полировке, относятся 20Х13, 30Х13, 40Х13.

Сталь марки 30Х13 менее пластична, чем сплав 20Х13, несмотря на сходный состав (нажмите для увеличения)

В данную категорию также входит сплав марки 20Х17Н2, который отличается повышенным содержанием хрома в своем химическом составе, что значительно усиливает его коррозионную устойчивость. Почему такая нержавейка популярна? Дело в том, что, кроме высокой устойчивости к коррозии, она характеризуется отличной обрабатываемостью при помощи холодной и горячей штамповки, методов резания. Кроме того, изделия из такого материала хорошо свариваются.

Распространенной магнитной сталью ферритного типа, которая из-за невысокого содержания углерода в своем химическом составе отличается более высокой мягкостью, чем мартенситные сплавы, является 08Х13, активно используемая в пищевом производстве. Из такой нержавейки изготавливают изделия и оборудование, предназначенные для мойки, сортировки, измельчения, сортировки, а также транспортировки пищевого сырья.

Механические свойства стали 08Х13

Популярной маркой магнитной нержавейки, внутренняя структура которой состоит из мартенсита и свободного феррита, является 12Х13.

Коррозионная стойкость стали марки 12Х13 (другое название 1Х13)

Нержавеющие стали, не обладающие магнитными свойствами

К нержавеющим сталям, которые не магнитятся, относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые. Их принято разделять на несколько групп.

Наиболее популярной маркой таких нержавеющих сталей, которые занимают ведущее место среди немагнитных стальных сплавов, является 08Х18Н10 (международный аналог по классификации AISI 304). Стали данного типа, к которым также относятся 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, активно используются в производстве оборудования для пищевой промышленности; кухонной посуды и столовых приборов; сантехнического оснащения; емкостей для пищевых жидкостей; элементов холодильного оборудования; емкостей для пищевых продуктов; предметов медицинского назначения и др.

Состав и применение аустенитных сталей

Большие преимущества такой нержавейки, не обладающей магнитными свойствами, – это ее высокая коррозионная устойчивость, демонстрируемая во многих агрессивных средах, и технологичность.

Стали данной группы, наиболее популярными марками которых являются 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т и 12Х21Н5Т, отличаются высоким содержанием хрома, а также пониженным содержанием никеля. Для придания такой нержавейке требуемых характеристик (оптимального сочетания высокой прочности и хорошей пластичности, устойчивости к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию) в ее химический состав вводят такие элементы, как медь, молибден, титан или ниобий.

Химический состав некоторых промышленных марок аустенитно-ферритных сталей (нажмите для увеличения)

Кроме вышеперечисленных, к нержавеющим сталям, которые не магнитятся, относятся сплавы с аустенитно-мартенситной и аустенитно-карбидной структурой.

Как определить, является ли магнитная или немагнитная сталь нержавеющей

Учитывая все вышесказанное, можно сделать следующий вывод: даже если сталь обладает магнитными свойствами, это совершенно не значит, что ее нельзя отнести к сплавам нержавеющего типа. Существует достаточно простой способ, позволяющий проверить, является ли магнитная сталь нержавейкой. Для того чтобы это определить, необходимо зачистить участок поверхности проверяемого изделия до металлического блеска, а затем нанести на этот участок несколько капель концентрированного медного купороса.

На то, что перед вами именно нержавейка, укажет налет красной меди, которым покроется зачищенный участок. Такой несложный способ позволяет очень точно определить, является ли магнитная сталь нержавеющей. А вот проверить (а особенно определить в домашних условиях), относится ли нержавейка к категории пищевых, практически невозможно.