Хромоникелевая нержавеющая сталь

Нержавеющей, или кислотоустойчивой, сталью называют такой сплав железа, углерода и некоторых других элементов, который обладает высокой антикоррозийной устойчивостью в условиях дей­ствия кислот, щелочей и растворов солей. В зависимости от соста­ва и процентного содержания элементов, входящих в состав спла­ва, определяются физические, механические и другие свойства стали.

Впервые нержавеющая Хромоникелевая сталь была получена в 1912 г Основными компонентами этой стали являются хром и никель, которые на основе у- и ст-железа образуют однородный твердый раствор (см с 48) Для образования такого однородного раствора берут 18 % хрома и 9 % никеля. С уменьшением количе­ства никеля или увеличением количества хрома сплав становится двуханодным на всем интервале температур

Одним из недостатков хромоникелевой нержавеющей стали яв­ляется опасность возникновения в ней межкристаллической кор­розии, так как в присутствии некоторого количества углерода и хрома в определенных условиях образуются карбиды хрома, рас­полагающиеся по границам зерен. Для избежания межкристалли­ческой коррозии и получения стали с более высокими физико-хи­мическими и механическими свойствами кроме хрома и никеля в ее состав вводят и другие легирующие элементы

В зависимости от характера и количественного содержания элементов сталь приобретает различные свойства и подразделяет­ся на классы В стоматологической практике применяют хромони-келевую нержавеющую сталь аустенитного класса трех марок (табл. 1, ГОСТ 5632—61)

Кроме указанных в таблице элементов в состав хромоникеле­вой нержавеющей стали могут входить кремний, сера, фосфор и др.

В состав специально изготовленной заводом «Электросталь» по специальному заказу ГИСО (1938 г.) стали, применяемой для из­готовления зубных протезов, входит 0, 1 % углерода, 0, 8 % крем­ния, 0, 3—0, 7 % марганца, 0, 02 % серы, 0, 03 % фосфора, 18 % хро­ма, 8 % никеля, 0, 26 % титана.

Таблица. 1. Ма[	рки хромоник	елевой не (ГОСТ 56	ржавеюще 32-61)	и стали а	1устенитно	го класса
		Содержа	ние элемен	тов		Тип
Марка стали	Углерод	Марганец	Хром	Никель	Титан	стали
XI 8Н9 (ЭЯ—1) 2Х18Н9 (ЭЯ—2) XI 8Н9Т (ЭЯ-1Т)	0, 12 0, 13—0, 21 0, 12	1—2 1—2 1—2	17—19 17—19 17—19	8—10 8—10 8—9, 5	0, 7	18—9 18-9 18-9

 

Характеристика элементов сплава

Железо по распространенности в природе среди металлов занимает второе место после алюминия. В свободном состоянии

не встречается, входит в состав различных пород — железных руд. Такими рудами являются закись-окись железа—магнитный же­лезняк, красная окись железа — красный железняк и бурая окись железа. По запасам железных руд Советский Союз занимает пер­вое место в мире.

Железные руды из недр добываются обычно открытым (шахт­ным или карьерным) способом. Так как содержание железа в руде невелико (до 26 %), то руду вначале обогащают. В результате обо­гащения процентное содержание железа в руде повышается до 70 %. Затем руда поступает в доменные печи, где происходит вос­становление железа углем. Уголь при сгорании соединяется с кис­лородом и железо таким образом освобождается.

Железо — это металл серебристого цвета с синеватым оттенком. Плотность 7, 86 г/см³, твердость по Бринеллю 65 кг/см², темпера­тура плавления 1530°С, температура кипения 2450°С, коэффици­ент линейного расширения 0, 000012. В химическом отношении же­лезо является активным металлом. В присутствии влаги даже при комнатной температуре быстро разрушается — покрывается тол­стым слоем окиси. Еще более быстрый процесс разрушения железа происходит в водных растворах солей и кислот.

Железо широко используется в народном хозяйстве, в том чис­ле в зубопротезной практике при изготовлении инструментов. Оно входит в состав различных сплавов—нержавеющую сталь и при­пои. В нержавеющей стали составляет основную массу сплава.

В твердом состоянии железо встречается в двух аллотропных формах. До температуры 910 °С оно находится в форме «-кристал-лов, имеющих кристаллическую решетку объемно центрированного куба. При 910 °С «-кристаллы переходят в у-кристаллы, имеющие решетку куба с центрированными гранями. При температуре 1400 °С у-кристаллы переходят опять в «-кристаллы, которые при такой температуре именуют б-кристаллами. При низких темпера турах «-кристаллы сильно ферромагнитны, а при температуре 768— 770 °С ферромагнетизм исчезает.

•

Хром в природе встречается в различных соединениях. Часто сопутствует железу в составе железных руд. Добывается из хро­мистого железняка (хромида) путем восстановления в доменных печах.

Хром — металл белого цвета с синеватым оттенком. Плотность 7, 2 г/см³, температура плавления 1910°С, температура кипения 2200 °С, коэффициент линейного расширения 0, 00000081, твердость по Бринеллю 450 кг/см². Хром обладает высокой антикоррозийной стойкостью, поэтому его используют для предохранения других металлов от коррозии путем нанесения тонким слоем на поверх­ность изделия, т. е. производят хромирование. С кислородом хром соединяется лишь при температуре выше 1000 °С, образуя при этом окись хрома (СггОз) или хромовый ангидрид (СгОз). Хром раство­ряется в соляной кислоте и не взаимодействует с азотной кислотой.

В зубопротезной технике для покрытия поверхности инструмен­тов и металлических частей зубных протезов используют чистый хром и соединения хрома с кислородом (окись хрома и хромовый ангидрид), входящие в состав полировочных средств.

В период поисков материалов для замены благородных метал­лов в зубном протезировании металлические детали, изготовлен­ные из меди, латуни, алюминия, серебра и других металлов, под­вергались электролитическому хромированию. После первых по­ложительных опытов по применению нержавеющей стали в зуб­ном протезировании начали хромировать и стальные протезы.

Хром также входит в состав хромоникелевых и хромокобальто-вых сплавов. Введение хрома в состав стали повышает ее твердость и антикоррозийные свойства. Однако соединяясь с углеродом ста­ли, хром образует карбиды, которые при нарушении режима тер­мической обработки стали выпадают из однородного твердого рас­твора и располагаются по границам кристаллов сплава. При этом сплав приобретает неоднородную структуру с резко повышенной химической активностью. Поэтому для повышения антикоррозий­ных свойств в состав сплава должно входить хрома не меньше 12—13 %. При меньшем процентном содержании хрома сталь те­ряет антикоррозийную стойкость.

Никель встречается в природе в виде различных химических соединений. Наиболее распространенными соединениями никеля являются никелевый блеск (№Аз8) и гарньерит (№МпН25Ю4). Наиболее распространенным способом промышленной добычи ни­келя является агломерация *. Химически чистый никель добывают путем электролиза сернокислого никеля.

1 * Руда сплавляется с гипсом и известняком, а затем продувается воздухом, в результате чего образуется сульфид никеля (№5) и окисленное железо. При дальнейшем обжиге получают закись никеля (№0), которую подвергают элек­троплавке в смеси с древесным углем. При этом получают никель в чистом виде

Никель представляет собой металл серебристо-белого цвета. Плотность 8, 9 г/см³, температура плавления 1455 °С, температура кипения 2900 °С, твердость по Бринеллю 68 кг/см², коэффициент линейного расширения 0, 0000128. Хорошо куется и вальцуется, об­ладает высокой прочностью и сопротивляемостью на разрыв. В хи­мическом отношении никель относится к стойким металлам. Он не окисляется на воздухе, н.е разлагается в воде и щелочах, поддается слабому разрушению в азотной, серной и соляной кислотах. Более значительному разрушению подвергается в разбавленной азотной

кислоте.

Никель получил широкое применение в народном хозяйстве, главным образом, для предохранения поверхностей металлических изделий от коррозии — никелирование. Большое практическое зна­чение имеет введение никеля в состав различных сплавов стали и припоя. В соединении с железом и хромом никель образует мелко^-зернистый твердый раствор—феррит или аустенит, повышающий пластичность, вязкость и упругость сплава.

В хромоникелевой нержавеющей стали при содержании 18 % хрома для получения аустенитной структуры содержание никеля должно быть не ниже 9 %. С уменьшением количества никеля сплав становится двухфазным. Увеличение содержания хрома свы­ше 18 % при 9 % никеля в сплаве также ведет к образованию двух­фазного состояния и понижению антикоррозийной стойкости ста­ли. Постоянства соотношения хрома и никеля необходимо придер­живаться не только в марках стали, выпускаемых заводским способом, но и в сплавах, подвергающихся различной обработке, так как плавка стали электрической дугой и ацетиленокислородным пламенем изменяет не только процентное содержание углерода, но и соотношение в сплаве хрома и никеля.

Углерод встречается в природе в виде алмаза, графита и аморф­ного углерода, а также в виде многочисленных соединений с раз­личными элементами.

А л м а з — это самое твердое вещество, встречающееся в приро­де, используется как шлифовальный материал. Отшлифованные ал­мазы называются бриллиантами.

Г р а ф и т (от греч. §га^о — пишу) обладает большой мягкостью, высокой температурой плавления (около 4000°С) и химической стойкостью. Графит используют для изготовления электродов и ти-гел.ей, в которых производится выплавка металлов, а также для других целей.

В качестве примера аморфного углерода может слу­жить сажа, которую широко используют в лакокрасочной и рези­новой промышленности.

Известно свыше миллиона соединений углерода с различными элементами. Углерод является обязательным компонентом нержа-

веющей стали и других сплавов. Свойства стали находятся в пря­мой зависимости от количества в ней углерода. Он повышает твер­дость сплава, однако содержание углерода в сплаве должно быть минимальным, ибо чем больше процентное содержание углерода, тем благоприятнее условия для коррозии и ухудшения физико-хи­мических и технологических свойств сплава.

Углерод, содержащийся в металле, оказывает влияние на про­цесс образования горячих трещин в нем. О влиянии углерода на трещиноустойчивость стали имеется два противоположных мнения. Одни авторы (А. А. Рыжиков, П. И. Яммшонов и др.) считают, что сталь, содержащая около 0, 2 % углерода, наиболее склонна к об­разованию горячих трещин. Другие авторы (Н. Г. Гершович, Ю. А. Неходзе, М. А. Неймарк и др.) считают, что наилучшей стой­костью к образованию горячих трещин обладает сталь, содержащая 0, 2 % углерода.

По данным Н. А. Трубщина (1962), трещиноустойчивость ста­ли с содержанием около 0, 2 % углерода зависит от ее линейной усадки, так как «при величине линейной усадки, равной или боль­ше 1, 2—2, 3 %, сталь с содержанием углерода около 0, 2 % оказы­вается более стойкой против образования горячих трещин, чем сталь с другим содержанием углерода. Если же линейная усадка мень­ше 1, 2—1, 3 %, трещиноустойчивость стали с 0, 2 % углеродом, на­оборот, наименьшая».

Сера в природе встречается как в чистом виде, так и в виде со­единений. Сера входит в состав некоторых руд — железного колче­дана (Ре82), каменного угля, горных пород (гипс), солей, а также находится в составе тканей животных и растений.

В чистом виде сера представляет собой твердое вещество жел­того цвета. Температура плавления 114 °С. Широко используется в народном хозяйстве, главным образом в производстве резины и спичек.

В состав нержавеющей стали сера входит как сопутствующий элемент, от которого нельзя полностью освободиться при восстанов­лении железа, и играет отрицательную роль.

При температуре 940...988°С сера с железом образует соеди­нение Ре5, которое, нарушая связь между зернами стали, способ­ствует ее разрушению. Так как образование Ре5 происходит во время горячей обработки стали, это приводит к повышению хруп­кости ее в горячем состоянии, чем понижаются ее механические свойства. Такую сталь называют красноломкой. Красноломкая сталь легко разрушается при термической обработке. Для пони­жения красноломкости в состав стали вводят марганец, который связывает серу. Так как содержание соединения марганца с серой должно быть ограничено, в специальных сталях допускается со­держание серы не более 0, 03—0, 04 %.

Фосфор (светоносен) получил свое название вследствие спо­собности светиться в темноте. В природе в свободном состоянии не встречается. В почве и минералах (апатитах и фосфоритах) содер­жится в виде солей фосфорной кислоты. Фосфор также входит в состав растений и животных. В костях животных находится в виде фосфорнокислого калия, придавая им определенную твердость. В мышечной и нервной ткани фосфор содержится в виде сложных органических соединений.

Фосфор имеет две аллотропные формы — белый и красный фос­фор. Белый фосфор—бесцветное вещество с выраженным токсическим действием. На воздухе быстро окисляется и воспла­меняется, поэтому хранят его под водой, в которой он почти.не растворяется. Красный фосфор — порошок красно-бурого цвета, химически менее активен и токсичен. При определенных ус­ловиях красный фосфор может быть переведен в белый и наобо­рот.

Опытным путем выявлено, что даже сотые доли процента фос­фора в составе нержавеющей стали придают ей хрупкость в хо­лодном состоянии, т. е. под влиянием фосфора углеродистая сталь делается хладноломкой. Фосфор, как и сера, является сопутствую­щей примесью при получении стали.

Марганец довольно распространен в природе. Наиболее часто встречаются пиролюзиты — минералы, содержащие марганец в ви­де двуокиси марганца (М§0г). Металлический марганец получают путем восстановления его окислов алюминием.

Применяется марганец, главным образом, в металлургической промышленности для р.аскисления стали. В тех количествах, в ко­торых он присутствует в стали, он полностью входит в твердый раствор с железом, если этому не препятствует сера. Образуя твер­дый раствор, марганец несколько повышает твердость и прочность стали, но слегка уменьшает ее пластичность. При наличии серы свя­зывает ее, образуя Мп8, и тем самым уменьшает ее краснолом­кость, что повышает механические свойства стали.

Кремний по распространенности в природе занимает второе мес­то после кислорода. На его долю приходится почти четвертая часть всей массы земной коры. В свободном состоянии в природе не встречается, а находится в многочисленных соединениях, образую­щих горные породы и минералы—гранит, гнейс, кварц, полевой шпат, слюду, глину и др.

Кристаллический кремний блестящий, хрупкий, не растворяет­ся в кислотах. Широко используется в силикатной промышленнос­ти. Из него изготовляют различные строительные материалы. В со­став нержавеющих сплавов кремний входит в различных пропор­циях. В небольших количествах он раскисляет сталь и несколько повышает ее антикоррозийные свойства. В больших количествах

повышает твердость и прочность стали, увеличивает ее антикорро­зийные свойства, особенно при низких температурах.

Титан — металл серебристо-белого цвета. Плотность 4, 5 г/см³, температура плавления 1672 °С.

Свойства титана в значительной степени зависят от его чистоты. Титан высокой чистоты (99, 9 %) получают йодидным способом.

Различают две аллотропические модификации титана: низко­температурную а-модификацию с гексагональной решеткой и вы­сокотемпературную (3-модификацию с кубической объемно-центри­рованной решеткой. Переход к- в р-модификацию происходит при температуре 882 °С.

Титан имеет высокую антикоррозийную стойкость в различных средах, но менее устойчив в платиновой, концентрированных сер­ной и азотной кислотах.

Титан обладает химическим сродством с углеродом. При введе­нии его небольших количеств в состав нержавеющей стали свя­зывает углерод, что предупреждает образование и выпадение кар-бидов хрома и последующее развитие процессов межкристалличес­кой коррозии.

В стоматологической практике двуокись титана используют для нанесения облицовочного покрытия металлических частей несъем­ных конструкций протезов (комбинированные коронки и комбини­рованные звенья мостовидных протезов). —

Хромоникелевая нержавеющая сталь Свойства сплава представляет собой сплав серебристого цвета с блестящей поверхностью. Плот­ность 7, 2—7, 8 г/см³, температура плавления 1400... 1450 °С, коэф­фициент линейного расширения 0, 000016, теплоемкость 0, 118, проч­ность- на разрыв 56—75 кг/см², твердость по Бринеллю 140— 180 кг/см².

Хромоникелевая сталь обладает хорошей вязкостью и пластич­ностью. Ее прокатывают в очень тонкие листы (до 0, 01 мм толщи­ной), которые в свою очередь подвергают вытягиванию, штамповке и другим воздействиям. В расплавленном состоянии Хромоникеле­вая сталь обладает хорошей текучестью, легко заполняет литьевые формы. При переходе из расплавленного состояния в твердое об­разует однородную мелкозернистую, аустенитную структуру, бла­годаря которой отмечается высокая антикоррозийная стойкость. Сталь устойчива в условиях пребывания на воздухе, в слюне, в растворах солей и некоторых слабых кислот.

Перечисленные свойства стали под влиянием механических воздействий (ковки, вальцовки, штамповки и др.) резко меняются. Сталь, претерпевшая механические воздействия, приобретает по­вышенную твердость и теряет пластичность, появляются слабо вы­раженные магнитные свойства. Если такую сталь подвергать даль-

Рис. 4. Структура хромоникелевой стали беспвечного протеза: а—до термической обработки; б—после тер­мической обработки.

нейшему механическому воздействию, может про­изойти ее разрушение — появление трещин и даже разрывов (рис.3).

Изменение свойств спла­ва объясняется изменени­ем его структуры, смеще­нием кристаллов, т. е. на­рушением кристалличе­ской решетки.

Рис. 3. Структура хромоникелевой стали после механических воздействий.

Для придания спла­ву его прежних свойств изделие подвергают тер­мической обработке, т. е. прокаливают или обжига­ют (рис. 4). Прокалива­ние может производиться как при помощи пламени сгорающих па­ров бензина в паяльном аппарате, так и в ацетиленокислородном пламени в течение короткого времени при температуре не менее 1000... 1100 °С (до соломенно-желтого цвета) с последующим бы­стрым охлаждением изготовляемой детали в холодной воде или струе холодного воздуха. При прокаливании следу­ет помнить, что недоста­точное нагревание сплава не только не улучшает его механических свойств, но и понижает антикорро­зийную стойкость, так как при температуре 500... 800 °С создаются благо­приятные условия для об­разования карбидов хро­ма и последующего их вы­падения между зернами аустенитной структуры, что приводит к образова­нию межкристаллической коррозии. Быстрое охла­ждение изделия после об­жига препятствует выпа­дению карбидов хрома.

Тонкая пластинка не­ржавеющей стали, пора-

женная интеркристаллической коррозией, при ударе не издает ме­таллического звука, легко разрушается, вплоть до образования по­рошка. Межкристаллическая коррозия объясняется тем, что кар-биды и зерна аустенита имеют различные электрохимические по­тенциалы, а разность потенциалов у мест контакта двух фаз при­водит к коррозии.

Для уменьшения межкристаллической коррозии целесообразно вводить в состав стали стабилизаторы—титан или ниобий, кото­рые, связывая углерод, уменьшают возможность соединения его с хромом. Более правильный путь борьбы с межкристаллической коррозией—уменьшение количества углерода '•в общей массе сплава.

/ Нержавеющую хромоникелевую сталь используют в ортопеди­ческой стоматологии для изготовления различных конструкций зубных протезов, ортопедических и челюстно-лицевых аппаратов, коронок, металлических и комбинированных мостовидных протезов, кламмеров и дуг для съемных конструкций протезов, различных ак­тиваторов и других частей ортодонтических и челюстно-лицевых аппаратов. Выпускается сталь как в виде слитков различной вели­чины, так и в виде специальных заготовок — гильз, литых зубов, фасеток, кламмеров, лент, проволок, дуг и т. д. -— С внедрением в стоматологическую практику индивидуального литья выпуск специальных заготовок значительно уменьшен. Из заготовок изготовляют соответствующие детали путем тщательной их припасовки и механической обработки, а из слитков отливают необходимые детали путем предварительного расплавления стали в специальных плавильных печах и заполнения этим расплавом специальной литьевой формы.

Хромокобальтовая сталь

Хромокобальтовую сталь в стоматологической практике приме­няют недавно. В 1933 г. Эрде (Егае) и Пренг (Ргап§е) предложили сплав «Виталлиум», в состав которого в значительных количествах;

введены кобальт (66, 42 %), хром (24, 1 %), никель (1, 4 %), молиб-. ден (5, 3 %) и другие легирующие элементы.

Согласно специфики хромокобальтовой стали содержание хро­ма, кобальта, никеля в общей массе сплава должно быть не мень­ше 85 %, что обеспечивает высокие антикоррозийные свойства спла­ва, предохраняет возникновение окислительно-восстановительных реакций < в полости рта независимо от состава слюны и влияния различных факторов. Введение в состав сплава большого количест­ва хрома и кобальта уменьшает его усадку до 1, 8—2 %, что по­зволяет применять технологию изготовления протезов, полностью

компенсирующую усадку и обеспечивающую точность размеров из­делия.

Хром, кремний и другие компоненты обусловливают высокую твердость сплава, что значительно осложняет обработку изделии. Однако применяя методы точного литья по выплавленным и зара­нее изготовленным из моделировочных материалов моделям, не требуется сложной обработки отлитых протезов или деталей и кор­рекции их в полости рта.

Кобальт в природе встречается в составе Характеристика различных руд. Часто сопутствует мышья- элемеитов сплава ковым, сернистым и другим соединениям в мьГшьяково-коб альтовых, сернисто-кобальтовых и других рудах.

В чистом виде кобальт — металл белого цвета с розоватым от­тенком. Плотность 8, 8—8, 9 г/см³, температура плавления 1490 °С, температура кипения 3185 °С, твердость по Бринеллю 132 кг/см². Обладает малой усадкой, хорошей ковкостью и текучестью. Ха­рактеризуется высокими антикоррозийными свойствами. В чистом виде кобальт почти не применяется, входит в состав сверхтвердых сплавов.

Введение кобальта в больших количествах в сплав марки «Ви-таллиум» резко повысило его антикоррозийные и литейные свойст­ва, уменьшило усадку до 1, 8 %. Однако в связи с высокой твер­достью хромокобальтовых сплавов (твердость по Бринеллю 365 кг/см²) значительно усложнились процессы соединения отдель­ных изготовленных из него деталей при помощи припоя (пайки) и механическая обработка готовых изделий. В связи с этим возникла необходимость в повышении точности отлитых деталей, чистоты и гладкости их поверхностей.

Молибден — металл серебристо-белого цвета. Встречается в при­роде в соединениях, главным из которых является молибденовый блеск (МоЗг).

Для получения металлического молибдена молибденовый блеск переводят в молибденовый ангидрид путем обжига. Ангидрид вос­станавливают водородом и получают порошкообразный молибден. Порошок вначале прессуют, а затем нагревают переменным током и подвергают прокатке. В результате получается металлический молибден, характеризующийся высокой тугоплавкостью. Темпера­тура плавления 2625 °С. В обычных условиях на воздухе не окис­ляется, не поддается воздействию соляной кислоты, растворяется только в азотной и горячей серной кислоте.

Чистый молибден применяется в электротехнической промыш­ленности в связи с его высокой термостойкостью. Входит в состав некоторых сплавов. В хромокобальтовых сплавах он способствует образованию мелкокристаллической структуры, повышает твер­дость, вязкость и антикоррозийную стойкость.

Сведения об остальных компонентах хромокобальтовой стали изложены в разделе «Хромоникелевая сталь» (см. с. 48—53).

Известно много марок хромокобальтовой Свойства сплава стали, выпускаемых промышленностью СССР и зарубежными фирмами. В стома­тологической практике чаще всего используют кобальтохромовый сплав (КХС). В разработанный в 1935 г. А. И. Дойниковым КХС входит 67 % кобальта, 26 % хрома, 6 % никеля, 0, 5 % молибдена и 0, 5 % марганца.

КХС, разработанный ММСИ, содержит 62, 8—64 % кобальта, 25—28 % хрома, 2, 7—3, 5 % железа, 0, 5—0, 7 % марганца, 0, 3— 0, 5 % кремния, 3, 1—9, 7 % других элементов.

Плотность КХС 8, 3 г/см³, температура плавления 1280—1450 °С, твердость по Бринеллю 217—365 кг/см², усадка 1, 8—2, 7 %.

Иногда как более мягкий материал используют сплав марки ЛК-4, в состав которого входит 0, 25 % углерода, 58 % кобальта, 25—28 % хрома, 4, 5—5, 5 % молибдена, 0, 5 % железа, 0, 6 % мар­ганца, 3—3, 75 % никеля, 0, 8 % кремния. В стоматологической прак­тике применяют также сплавы «Виталлиум» и «Вириллиум».

Физико-механические свойства сплавов зависят от характера и количественного содержания в них легирующих элементов. Хромо-кобальтовая сталь характеризуется высокими литейными и техно­логическими свойствами, имеет хорошую текучесть и малую усад­ку, стойкая к коррозии. Для сохранения этих свойств следует строго придерживаться технологии изготовления из них изделий, не сле­дует допускать перегрева расплава перед заливкой в литьевую фор­му. Перегрев сплава допускается не более чем на 100 °С после до­стижения температуры плавления. Более значительное повышение температуры плавления способствует увеличению усадки, образо­ванию грубозернистой структуры, понижению других механичес­ких свойств и антикоррозийной стойкости.

Хромокобальтовая сталь более совершенна в конструктивном отношении по сравнению с хромоникелевой сталью и золотопла-тиновыми сплавами. Это способствовало быстрому внедрению ее в стоматологическую практику для изготовления цельнолитых бю-гельных протезов и цельнолитых шинирующих аппаратов. В пос­леднее время достаточно разработана технология и уже успешно применяются цельнолитые конструкции мостовидных протезов и коронок из хромокобальтовой стали с пластмассовой или керами­ческой облицовкой.

При отливке сложных тонкостенных конструкций хромокобаль-товый сплав необходимо заливать в форму, подогретую до 900 °С. Это способствует сохранению хорошей текучести расплавленной массы, продвижению ее по каналам литейной формы и обеспечи­вает возможную компенсацию усадки в период кристаллизации

сплава, так как подогретая форма вследствие термического рас­ширения увеличена в размерах. Несмотря на то, что термическое расширение материала, из которого изготовлена литейная форма, и усадка хромокобальтового сплава не идентичны (расширение фор­мы намного меньше усадки сплава), все же при правильном под­боре формовочного материала и соблюдении режима литья можно получить отливку, совершенно точную по размерам (без усадки), так как компенсировать необходимо не всю усадку (1, 8—2 %), а лишь ту ее часть, которая происходит от начала кристаллизации до полного охлаждения сплава. Усадку металла, находящегося в жидкой фазе, компенсировать не обязательно (подробно см. в раз­деле «Изготовление мостовидных протезов, не содержащих при-; —н< та»).

Хромокобальтовая сталь плохо поддается штамповке, паянию, изгибанию и другим механическим воздействиям, направленным на изменение формы изделия, поэтому для изготовления паяных и штампованных изделий не применяется.

Свойства хромокобальтовой стали, особенно механические свойства стоматологических отливок, еще недостаточно изучены. Почти нет сведений об утомляемости отлитых деталей, хотя имен­но эта характеристика является одной из наиболее необходимых, так как в полости рта протезы и аппараты постоянно находятся в условиях воздействия знакопеременных сил.

Сведения о режиме термической обработки протезов в стома­тологической литературе весьма противоречивы. Так, Б. Кисела, И. Киселева (1962) и другие авторы считают, что при медленном охлаждении отлитые детали из К.ХС имеют более высокие механи­ческие свойства. Поэтому после залива металла в литьевую форму рекомендуют кювету с отлитой деталью помещать в муфельную печь, подогретую до 600... 700 °С, где она должна постепенно ох­лаждаться до комнатной температуры.

Г. П. Соснин (1968), наоборот, считает целесообразным отлив­ки из К.ХС подвергать быстрому охлаждению под струёй воды. В. П. Панчоха (1976) рекомендует отливку из КХС быстро охлаж­дать в проточной воде и после двухминутной выдержки на возду­хе подвергать механической обработке. Отливка в это время имеет небольшую твердость и высокую пластичность, хорошо поддается механической обработке, что значительно облегчает ее припасовку.

После шлифовки и полировки отливку подвергают отжигу в муфельной печи при температуре 700 °С в течение 15 мин, после чего отливка медленно остывает вместе с муфельной печью.

Чтобы изделие не покоробилось, отжиг его целесообразно про­водить на огнеупорной модели, а для предупреждения появления окисной пленки на отполированной детали перед отжигом ее про­тирают жаростойкой обмазкой.

ПАЯЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Припои Паяние—это соединение металлических деталей или частей изделия при помощи

другого металла или сплава, находящегося в расплавленном состоя­нии. Металлы или сплавы металлов, применяемые для соединения металлических частей, называются припоями.

Различают два вида паяния —твердое и мягкое. При мягком па­янии расплаву подвергается только припой, при помощи которого соединяют металлические части изделия, не подвергшиеся спе­циальному нагреву. Вследствие этого осуществляется лишь поверх­ностная диффузия расплавленного припоя в холодную поверхность спаиваемых деталей. Обычно для мягкой пайки применяют спла­вы, имеющие низкую температуру плавления (до 230 °С). Мягкое паяние не обеспечивает достаточно прочного соединения деталей и поэтому имеет ограниченное применение.

Примером мягкой пайки в стоматологической практике являет­ся точечная пайка частей мостовидного протеза для временного удержания их в определенном положении в период подготовки к твердой пайке. При этом между деталями мостовидного протеза, находящегося в определенном положении, помещают небольшое количество олова или его сплава. Олово расплавляют электричес­кой дугой. Расплавленное олово весьма поверхностно диффунди­рует в металл спаиваемых деталей и фиксирует их в заданном по­ложении до осуществления твердой пайки.

Точечную мягкую пайку не следует путать с электросваркой, при которой стенки спаиваемых деталей расплавляются посредст­вом электродов и электрического тока. По месту прилегания дета­лей образуется шов, прочно соединяющий детали между собой. Структура сварного шва резко отличается от структуры спая и по­этому метод электросварки в стоматологической практике не при­меняется.

При твердом паянии припой нагревают до полного расплавле-ния, а спаиваемые детали нагревают до температуры плавления применяемого припоя. В результате происходит глубокая взаимная диффузия сплавов и прочное соединение металлических частей. Прочность соединения зависит от характера припоя, степени нагре­ва спаиваемых частей, глубины диффузии в толщу припоя, условий пайки, поверхностного натяжения припоя, его прочности, толщины слоя и др.

От характера припоя и спаиваемых деталей зависит структура получаемого в результате пайки шва (рис. 5). Различают три вида структуры шва: механическую смесь, твердый раствор и химическое соединение. Лучшим из них является твердый раствор. Он получа­ется при химическом или физическом сродстве составов спаивае-

Рис. 5. Структура шва паяного протеза.

мых детален и припоя. Поэтому для соедине­ ния методом пайки ме­ таллических деталей необходимо знать сос­ тав сплавов, из кото­ рых изготовлены эти детали, и соответствен­ но этому составу под­ бирать необходимый припой, который при соединении со сплавом деталей образует твер­ дый раствор. Идеаль­ ный шов может полу­ читься лишь при пая­ нии, тем же сплавом, из

которого состоят спаиваемые детали. Однако на практике это не­возможно, так как для обеспечения взаимной диффузии припой следует подогревать до полного расплавления, а при такой темпе­ратуре расплавляются и теряют необходимую форму спаиваемые детали.

Следовательно состав припоя должен отличаться от состава спа­иваемых металлов и иметь температуру плавления ниже темпера­туры плавления спаиваемых деталей, но иметь максимальное сродство.

Для понижения температуры плавления припоя в состав его вводят элементы, имеющие низкую температуру плавления, т. е. проводят присадку металлов. Припой также должен иметь непро­должительный период скрытой теплоты плавления, иначе это при­ведет к тому, что к моменту спая еще не вся масса припоя распла­вится, или наоборот, перегреется и произойдет выгорание некото­рых его компонентов, образуя пористый шов.

Припои, имеющие большое поверхностное натяжение, плохо рас­текаются по поверхности спаиваемых деталей и особенно плохо проникают в узкие щели между деталями, что ухудшает структуру шва и его прочность.

При выборе припоя в стоматологической практике необходимо руководствоваться следующими основными положениями.

1. Физико-механические свойства припоя (цвет, прочность и др.) должны быть близкими к физико-механическим свойствам спаи­ваемых металлов.

2. Припой не должен обладать токсическими свойствами и раз­рушаться в полости рта.

3. Температура плавления припоя должна быть ниже темпера-

Та бли	ц а 2. Состав припоя для пайки частей из золото	платиновых сплавов
	Состав. %	Температура плавления,
Проба	Золото | Серебро Медь Кадмий Латунь	" С
583 750	58, 3 16 16 5, 5 4.2 75 5 13 5 2	722-740 791-810

 

туры плавления спаиваемых металлов на 50... ГОО°С и иметь ко­роткий период скрытой теплоты плавления.

4. Припой должен обладать хорошими антикоррозийными свой­ствами.

5. Припой должен обладать высокой прочностью, текучестью, хорошо смачиваться и т. д.

В качестве припоя для соединения зубных протезов, изготовлен­ных из сплавов, содержащих золото, можно использовать сплавы золота более низкой пробы с добавлением в их состав некоторого количества кадмия и латуни. При этом проба припоя после пайки несколько меняется.

Рекомендуемые составы припоев для пайки частей из золото-.платиновых сплавов приведены в табл. 2.

В. Н. Копейкин приводит состав припоев, содержащих некото­рое количество цинка для пайки сплавов золота.

Перечисленные припои применяют в стоматологической прак­тике, однако в нашей стране в состав припоев для золота цинк не вводят, так как он способствует окислению, понижает прочность.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Бесполезность всех остальных способов приближения к Аллаху
2. В общем — только пять секунд есть в жизнь христианина для разговора в сатаной. Все остальное время он должен искать Бога и говорить к Богу.
3. Великие люди способны рисовать картины в своем воображении, представлять события быстрее и красочнее, чем все остальные.
4. Выберите сталь обладающей высокой сопротивляемостью к износу и контактным напряжениям для изготовления деталей подшипников качения?
5. Е36-2-116. Устройство стальной изоляции проема станции метрополитена
6. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК
7. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК
8. КОРНИ СТАЛЬНИКА - RADICES ONONIDIS
9. Кристаллическая Решетка 144 в Кристальной Эре
10. Кристальные воды Фиолетового Пламени
11. ЛИТЕЙНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СТАЛЬНЫХ ОТЛИВКАХ
12. МИФ ТРЕТИЙ: ГЛАВНОЕ СЕСТЬ И НАЧАТЬ ГОВОРИТЬ, ОСТАЛЬНОЕ САМО СРАСТЕТСЯ