Caspase-3表达强度评价新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢的生物相容性

目的:利用凋亡相关因子Caspase-3的表达强度分析新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢的生物相容性。方法:设立实验组(新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢组),对照组(317L不锈钢组、钴铬合金组、金合金组、空白组)。用5种液体分别培养L929细胞48h后,进行Hoechst33342/PI双染,荧光显微镜下观察活细胞、凋亡细胞、坏死细胞;用5种液分别培养L929细胞4h后收集细胞,提取蛋白,染色后用分光光度计测定A值,计算Caspase-3活化度。结果:各组细胞加样培养48h后Hoechst33342/PI双染,荧光显微镜观察实验各组均可见凋亡细胞;各组材料Caspase-3活化度由小到大依金合金组次为:空白对照组<金合金组<新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢<钴铬合金<317L不锈钢。各组之间Caspase-3活化度有显著性差异(P<0.05)。结论:新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢具有较佳的生物相容性,优于钴铬合金及317L不锈钢。

新型医用高氮无镍不锈钢

高氮无镍不锈钢具有优良的综合理化性能和生物相容性,并有可能完全代替目前正在使用的含镍不锈钢,其临床应用已受到很多研究者的关注。综述了近年来国内外医用不锈钢的研究情况,并总结了目前存在的主要问题,展望了未来的发展应用。

医用高氮无镍奥氏体不锈钢的制备与生物相容性研究

主要探讨不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料对血管内皮细胞及血小板粘附的影响。通过溶血率和血小板粘附试验考察不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的血液相容性;通过MTT试验和细胞粘附试验考察不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的细胞相容性。结果表明不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的溶血率都低于国家标准的5%,对血小板粘附的影响不显著;粘附在高氮无镍奥氏体不锈钢材料表面的血管内皮细胞数量均多于钛合金材料,且细胞生长状态良好;细胞毒性试验表明,不同含氮量的高氮无镍奥氏体不锈钢材料和对照组钛合金材料对血管内皮细胞没有产生明显的毒副作用。

高氮低镍奥氏体不锈钢的研究进展

高氮低镍奥氏体不锈钢是一种以氮代镍来获得稳定奥氏体组织的新钢种,它不但可以提高不锈钢的综合性能、节约镍资源,而且可以解决含镍较高的不锈钢用于人体时造成的镍过敏问题,在生物医学领域应用潜力巨大。综述了高氮低镍奥氏体不锈钢的发展历史和现状、不锈钢中氮的作用及高氮钢的主要制备工艺。

高氮无镍奥氏体不锈钢的研究与发展

高氮无镍奥氏体不锈钢比传统镍奥氏体不锈钢具有更优良的力学性能及明显的成本优势,并且避免了镍过敏问题,是金属生物材料的研究热点之一。本文阐述了高氮无镍奥氏体不锈钢的成分设计思路,分析了合金元素和生产工艺对氮溶解度的影响,介绍了氮气加压熔炼法和粉末冶金法两类高氮不锈钢制备技术的原理及特点,讨论了高氮无镍不锈钢的力学性能、耐蚀性能和生物相容性,对国内外高氮无镍奥氏体不锈钢的开发应用现状及存在的问题进行了深入分析,并指明了高氮无镍奥氏体不锈钢的发展趋势。

含铜高氮无镍奥氏体不锈钢的时效处理工艺

采用00Cr18Mn18M02N高氮无镍奥氏体不锈钢作为试验材料，以铜作为其抗菌元素，研究了改性材料的时效处理工艺、显微组织、抗菌性能和耐蚀性．结果表明，含铜的高氮无镍奥氏体不锈钢在700～900℃进行1～24h时效处理，氮化铬的析出量随着时效温度升高和时效时间延长而增加．该钢经800℃时效处理1h后可改善细菌黏附状况，但抗菌性能较弱，同时析出的氮化铬会明显损害耐蚀性，时效时间越长，耐蚀性受损越严重．开发铜合金化高氮无镍奥氏体抗菌不锈钢时，应从抗菌性和耐蚀性两方面综合老虑以优化．时效处理工劳．

0Cr18Mn18N0.6高氮无镍奥氏体不锈钢的变形与再结晶

常压冶炼的0Cr18Mn18N0.6奥氏体不锈钢热轧板材经固溶处理(1150℃保温10 h)后进行了20%、25%、30%、35%、40%、42%塑性变形,并将42%变形量的试样在750、800、850、900℃进行了1 h的再结晶,对塑性变形及再结晶前后的组织进行分析,同时比较了硬度。结果表明,塑性变形以平面滑移为主,形成大量的滑移带组成的变形织构,在变形过程中退火孪晶是界面弯曲变形;变形量为42%的试样开始再结晶温度为750℃,终了再结晶温度为900℃;再结晶后晶粒细小,硬度提高了44%。

高氮无镍奥氏体不锈钢的激光辐照组织

为了探索高氮无镍奥氏体不锈钢激光焊接的可行性,采用1.0、1.5和2.0 kW功率的激光对含0.092%C、0.59%N、17.69%Cr、13.83%Mn和2.89%Mo(质量分数)的不锈钢试样进行了辐照。对辐照区的熔池、熔合区、热影响区进行了金相检验、背散射电子衍射(EBSD)和硬度测定。结果表明:高氮无镍奥氏体不锈钢熔池呈上宽下窄的形状;用1和2 kW激光辐照的钢熔池的最大深度分别为2.7和3.9 mm。以不同功率激光辐照的钢,熔池区的硬度最低,为320 HV0.2左右,热影响区内再结晶区硬度最高,为350 HV0.2左右,熔合区硬度居于二者之间。此外,熔池内有大量的亚晶,其取向差约为2°~5°。

无镍高氮奥氏体不锈钢软化工艺研究

手表壳的制作工序包括冲压、软化退火、切削加工、磨、抛等。材料的加工硬化、回复、再结晶、晶粒长大、夹杂物等严重影响手表壳的生产效率。由于低镍或无镍高氮不锈钢不会使人体皮肤过敏,是制作手表壳的首选材料。为此,设计并炼制了一种含0.59%N(质量分数)的无镍高氮奥氏体不锈钢。研究了该钢的冲压和软化退火工艺、加工硬化率,并检测了使用该钢制作的手表壳坯的硬度。结果表明:氮能显著提高无镍奥氏体不锈钢的加工硬化率,是316L和904L钢的3倍以上。手表壳坯经多次冲压后,硬度从280 HV0.3提高到了400 HV0.3,并难以通过网带炉退火软化至原始硬度。将手表壳坯的软化退火工艺从1100℃保温25 min调整为1100℃保温35 min,并在每冲压6次后进行1100℃保温1 h的固溶处理。结果,无镍高氮奥氏体不锈钢手表壳坯的硬度达到了要求。

机械合金化制备近球形无镍高氮奥氏体不锈钢粉末的研究

在流动氮气氛下,采用机械合金化技术制备出了无镍高氮奥氏体不锈钢粉末。结果表明:在转速为400r/min和球料比为10∶1的球磨条件下,混合粉末氮含量随球磨时间的延长呈线性增长的关系,其一元线性回归方程为WN=0.19357+0.01887t;随球磨时间的延长,粉末体内逐渐发生α相向γ相的转变,球磨超过96h后粉末体全部是由γ奥氏体单相组成;原始混合粉末颗粒随球磨时间的延长由不规则形状逐渐向近球形趋近,这种近球形粉末一般具有良好的流动性和较高的摇实密度,对后续注射成形等工艺十分有利。

医用高氮无镍不锈钢的研究及应用现状

医用不锈钢是最早开发应用的医用金属材料之一，其加工性能优异、制造技术成熟、价格低廉，因而在临床上被广泛应用于加工各种器件或植入件。医用不锈钢的发展一直和工业不锈钢的发展同步，不锈钢在1913年发明后，304不锈钢在1926年就开始用作人体骨科植入材料，同时随着耐蚀性更好的316不锈钢的发明，临床上从20世纪50年代开始用316不锈钢逐渐取代了304不锈钢。

利用氮化铬铁合金生产高氮无镍奥氏体不锈钢的研究

为在常压下能够生产出高氮无镍奥氏体不锈钢,选用了氮化铬铁合金作氮源,通过破碎、熔化微碳纯铁、加入锰合金及氮化铬铁合金颗粒,控制浇注时间和温度,以保证钢中有足够高的氮含量,测试结果表明,熔炼钢经固溶处理,可获得稳定的高氮无镍奥氏体不锈钢。

固溶处理对06Cr23Mn22MoN高氮无镍奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、X射线光电子能谱等研究了固溶处理(固溶温度范围为800~1200℃,保温时间为1 h)对06Cr23Mn22MoN高氮无镍奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:高氮无镍奥氏体不锈钢耐腐蚀性能主要受第二相、钝化膜及晶粒尺寸的影响;固溶温度由800℃升高到1100℃,随着Cr2N的逐渐消除,实验钢的耐腐蚀性能逐渐改善;在固溶温度为1100℃时,Cr2N向表面富集反应生成NH4+和NH3并吸附在钝化膜表面,提高了钝化膜的稳定性,实验钢的耐腐蚀性能最好;当固溶温度高于1100℃时,晶粒长大会降低表面原子活性,形成钝化膜的速度减慢,导致实验钢的耐腐蚀性能降低。

节镍型高氮奥氏体不锈钢热变形行为的研究

利用Gleeble-3800热/力模拟机对节镍型高氮奥氏体钢进行了不同温度(950～1 200℃)及应变速率(0. 01～10 s^(-1))下的高温压缩试验。研究了变形条件对该钢种的高温流变应力的影响规律,并观察了压缩变形后钢的显微组织。结果表明,应变速率相同,随着变形温度的升高,流变应力逐渐降低,950℃动态再结晶开始,1 200℃时发生完全动态再结晶。变形温度相同,随着应变速率的降低,流变应力逐渐降低,表明动态软化的时间越长。说明在试验钢的热变形温度范围内,降低应变速率及提高变形温度均有利于减弱因变形而产生的加工硬化,软化机制逐渐由动态回复向动态再结晶转变。

节镍型高氮奥氏体不锈钢热压缩行为研究

通过Gleeble-3800热模拟机对高氮节镍型奥氏体钢进行热压缩试验。研究了该钢种的高温变形与应变速率以及温度的关系。并通过数学模型建立了本构方程和参数Z的表达式,应用数学方法计算出变形表观激活能,为823.31 k J/mol。

固溶+时效对节镍型高氮奥氏体不锈钢力学性能的影响

对热轧态节镍型高氮奥氏体不锈钢进行固溶及时效处理。采用显微硬度检测、室温拉伸、TEM等手段,系统分析固溶及时效处理对试验钢力学性能的影响。结果表明,随着时效温度的增加,试验钢的抗拉强度和屈服强度全部呈现先增加后降低的趋势,时效温度为750℃时,强度最高。试验钢的伸长率和收缩率随时效温度的上升而增大,当750℃时效5 h时,试验钢表现出最佳的综合性能。结合透射电镜分析,试验钢拉伸变形过程中呈现出3个阶段。在第Ⅰ阶段,真应力迅速变大,此阶段主要以位错强化机制为主;第Ⅱ阶段,基体软化,加工硬化仍然占主导作用。第Ⅲ阶段,加工硬化速率随着真应变的增加(ε=0.24)而出现了小的平台,然后逐渐减小直至断裂。

填充金属对低镍高氮奥氏体不锈钢TIG焊接头组织和性能的影响

试验研究了0.65 mm厚低镍高氮奥氏体不锈钢08Cr19MnNi3Cu2N薄板的TIG焊工艺,分别采用自熔焊、直径1.2 mm的ER308L和ER307Si不锈钢焊丝进行TIG焊,研究了焊接接头的射线及渗透探伤、宏观微观金相组织、拉伸性能和弯曲性能。结果表明:3种焊接接头均未发现缺陷,焊接接头的性能较好,说明这3种填充金属均适用于低镍高氮奥氏体不锈钢08Cr19MnNi3Cu2N薄板的TIG焊;与自熔焊和ER308L不锈钢焊丝相比较,ER308L焊丝的焊接接头的γ-固溶体含量最多,而ER307Si焊丝的焊接接头拉伸性能最好。

节镍型高氮奥氏体不锈钢热变形行为的研究

为了可以更加准确的得知节镍型高氮奥氏体不锈钢热变形行为,就需要针对其展开相应的研究与试验。文章将针对节镍型高氮奥氏体不锈钢热变形的试验材料与方式展开研究,而后针对试验结果展开分析。

注射成型高氮无镍奥氏体不锈钢腐蚀性能及其细胞毒性评估

奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性及加工成型性。添加氮作为合金元素能显著提高奥氏体不锈钢的综合力学性能,同时能增强奥氏体的稳定性和奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。金属注射成型是适合制备粉末冶金高氮不锈钢零件的成型技术,能有效克服含氮不锈钢粉末难成型的缺点。利用金属注射成型在烧结阶段与氮气充分接触,能缩短氮扩散距离和渗氮时间,使烧结件里的氮元素分布更为均匀。基于此,文章研究成功以成本低廉的无镍CrMn双相不锈钢粉末为原料,通过渗氮烧结,制备出高氮无镍奥氏体不锈钢块体,测试其耐腐蚀性能并对其细胞毒性进行评估。

粉末注射成形无镍高氮不锈钢工艺

采用粉末注射成形工艺制备了无镍高氮奥氏体不锈钢(0Cr17Mn11Mo3N),研究了喂料的流变行为,注射工艺及烧结工艺。结果表明:64 vol%气雾化0Cr17Mn11Mo3粉末与适量的粘结剂(65 wt%石蜡+30 wt%高密度聚乙烯+5 wt%硬脂酸)混合后的喂料具有较好的流变性能;最佳注射工艺参数为注射压力75～95 MPa,相应的注射温度为160～170℃;提高烧结温度有利于提高烧结体的密度,但是对提高氮含量不利,而增加烧结氮气氛压力可以获得较高的氮含量,但是不利于提高烧结体密度,最佳的烧结工艺为0.1 MPa氮气压力下1300℃烧结2 h,此时烧结体相对密度可以达到99%,氮含量可达到0.78%。