17-4PH不锈钢沉淀硬化不锈钢在手术器械上的应用
外科手术器械通常采用不锈钢制造。工业上使用的不锈钢超过80种，不过从弹性、硬度、刚性、耐磨性、抗拉强度和韧性等综合因素考虑，适合制作手术器械的不锈钢只有大约10种。目前国际上手术器械最常用的主要是马氏体型不锈钢，其次是奥氏体型和铁素体型不锈钢。然而，马氏体不锈钢的防锈及相关性能在不锈钢家族中并不尽如人意，国内每年因手术器械锈蚀等引发的用户投诉为数不少；而奥氏体和铁素体不锈钢因其不能通过热加工硬化，使用范围又受到诸多限制。鉴于这些因素，国外早在20世纪七八十年代就已经有沉淀硬化不锈钢用于手术器械的实例。
沉淀硬化不锈钢是在奥氏体铬镍不锈钢基础上发展起来的。由于其中镍、铬及其他元素配比适当，在淬火状态下具有奥氏体组织，因而冷加工性能极佳，便于轧成钢带和箔材，而经冷处理后，又能转变为马氏体，从而使钢的强度获得显著提高。这种钢由于含有能起沉淀硬化作用的Mo、Cu 、Al、B等元素，因而强度又可进一步提高。沉淀硬化又称析出强化，是指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。沉淀硬化不锈钢按金相组织可分为马氏体型、半奥氏体型和奥氏体型三类。根据我国2007年实施的国家标准，沉淀硬化不锈钢共有四个牌号，分别是05Cr15Ni5Cu4Nb（17-4PH）、05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7Al（17-7PH）和07Cr15Ni7Mo2Al（PH15-7Mo）。其中：含铜沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb（以下简称17-4PH）具有良好的机械性能、可硬化。在大多数情况下，其防锈性能不亚于奥氏体不锈钢，一般应用于既有腐蚀性环境又有高强度要求的航空航天、食品、核工业中的轴类、汽轮机等部件。本人在生产实践中感到根据17-4PH钢的这些特性，该钢材非常适合用来制造某些特殊使用条件的高品质手术器械。本文主要结合17-4PH钢在手术器械上的应用进行冷热加工工艺探讨。
1.17-4PH钢的特性
17-4PH钢是一种具有不稳定奥氏体组织，固溶处理后产生马氏体相变，再经时效处理，在马氏体基体上沉淀析出细小、弥散且呈面心立方结构的MX相（富Cu的ε相），从而获得硬化的马氏体不锈钢。在使用状态下，钢的基体为板条状马氏体，同时还有部分残余奥氏体、铁素体以及各种碳化物和金属间化合物。
可以对淬火硬化状态下的17-4PH钢进行机械加工，加工条件随材料硬度的变化而变化。通常使用高速钢刀具或经过润滑的硬质合金刀具进行加工。
（1）热成形
热成形的温度范围950～1200℃。完整的热处理工艺应该包括固溶处理和时效处理。
（2）冷成形
冷成形只能在软化状态下进行，条件限制比较严格。在冷加工后，通过固溶处理及时效处理，抗应力腐蚀能力得到增强。轧制、弯曲等加工工序应在软化状态下进行，以免引起开裂。
（3）切割
热切割（等离子、锯等）。考虑到热变质部分，切割程序要适当控制。切割后，要进行研磨以清除氧化层。机械切割可采用剪切、冲压、锯等。
（4）热处理
相对于其他沉淀硬化不锈钢而言，17-4PH材料的热处理工艺相对简便，更接近于普通马氏体不锈钢的热处理操作，采用真空热处理或保护气氛热处理都能获得满意的效果。通常17-4PH钢所采用的热处理工艺为固溶+时效处理。该钢的马氏体转化起始温度（Ms）：130℃；转化结束温度（Mf）：30℃；固溶温度：1050℃±25℃×30min～1h，水冷或油至25℃以下。根据产品最终性能要求的不同，固溶处理后通常可以有四种时效工艺可供选择，其中：480℃×2h时效处理后，硬度即可达到40HRC以上，获得最高的机械特性。在更高的时效温度620℃下，可以获得更高的延展性。其典型的热处理工艺如所示，在生产实践中采用真空高压气淬也能达到技术要求。
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