Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và xây dựng mô hình phát triển sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình thay thế nhập khẩu

Vật liệu phục vụ cho việc chế tạo các chi tiết dùng để cấy ghép xương có nhiều loại, trong đó thép không gỉ đã có nhiều công trình nghiên cứu và được sử dụng nhiều hơn cả.. Mặt khác tron

BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM – CTCP

VIỆN LUYỆN KIM ĐEN

Cơ quan chủ quản: TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM - CTCP

Cơ quan chủ trì: VIỆN LUYỆN KIM ĐEN Chủ nhiệm đề tài: ThS ĐINH VĂN TÂM

Hà Nội, 2011

BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM - CTCP

VIỆN LUYỆN KIM ĐEN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN

CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

Tên đề tài :

“Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và xây dựng mô hình phát triển sản phẩm

dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình thay thế nhập khẩu”

-2-Danh sách những người thực hiện chính

Họ và tên Học hàm, học vị

chuyên môn Cơ quan công tác

1.Đinh Văn Tâm Thạc sỹ luyện kim Viện Luyện kim đen 2.Phạm Thị Minh Phượng Kỹ sư luyện kim Viện Luyện kim đen 3.Nguyễn Hồng Phúc Kỹ sỹ luyện kim Viện Luyện kim đen 4.Phạm Thị Mai Phương

5.Lê Văn Nguyên

Kỹ sư luyện kim

Kỹ sư luyện kim

Viện Luyện kim đen Nhị khê, Thường Tín, HN 6.Nguyễn Văn Sáu Kỹ sư Công ty TNHH Meifa

-3-MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 7

1 Tình hình nghiên cứu và triển khai ở nước ngoài 7

2 Thép không gỉ dùng trong ngoại khoa 9

3 Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim 11

3.1 Ảnh hưởng của nguyên tố crôm 11

3.2 Ảnh hưởng của nguyên tố niken 11

3.3 Ảnh hưởng của một số nguyên tố khác như Mo, Ti, Mn, Si 11

3.4 Ảnh hưởng của nguyên tố cacbon 13

4 Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ austenite 14

4.1 Ăn mòn điểm 14

4.2 Ăn mòn tinh giới 15

5 Cơ sở chọn thép không gỉ dùng trong ngoại khoa 16

5.1 Dựa vào cơ sở lý thuyết 16

5.2 Dựa vào kết luận của nhiều công trình đi trước 16

5.3 Tiêu chuẩn quốc tế về vật liệu cấy ghép 18

6 Tình hình nghiên cứu và triển khai trong nước 20

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

1 Nội dung nghiên cứu 21

2 Phương pháp nghiên cứu 21

CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO CHI TIẾT CẤY GHÉP 23

1 Chế tạo vật liệu 23

1.1 Công nghệ nấu luyện ở lò trung tần 24

1.2 Công nghệ tinh luyện điện xỉ 26

1.3 Công nghệ rèn 28

1.4 Công nghệ cán 28

2 Kiểm tra tính chất của vật liệu 29

2.1 Thành phần hoá học 29

2.2 Tính chất cơ lý 29

2.3 Cấu trúc tế vi 30

2.4 Tính chống gỉ 33

3 Gia công chế tạo sản phẩm 35

3.1 Gia công phôi 35

3.2 Gia công kéo nguội 37

3.3 Gia công cơ khí 37

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ KHẢO SÁT 41

1 Tình hình chung về sản xuất các chi tiết cấy ghép dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình ở Trung Quốc 41

2 Công ty trách nhiệm hữu hạn vật liệu sinh học Walkman Thiên Tân 42

CHƯƠNG 5: MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM 47

1 Sự cần thiết xây dựng mô hình 47

-4-2 Nhu cầu các sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình và

dự báo trong 5 đến 10 năm tới 48

3 Công nghệ sản xuất chi tiết cấy ghép 49

4 Mô hình sản xuất trang thiết bị y tế 51

4.1 Lựa chọn sản phẩm 51

4.2 Công nghệ, thiết bị chủ yếu 51

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61

1 Kết luận 61

2 Kiến nghị 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

PHẦN PHỤ LỤC 63

-5-MỞ ĐẦU

Hiện nay ở nước ta, do hậu quả của chiến tranh cũng như tai nạn giao thông đang có chiều hướng tăng cao cũng như nhiều nguyên nhân khác mà hàng triệu người đang có nhu cầu phải phẫu thuật chấn thương chỉnh hình Vì vậy nhu cầu về các dụng cụ, vật cấy ghép kết xương là rất lớn

Vật liệu phục vụ cho việc chế tạo các chi tiết dùng để cấy ghép xương

có nhiều loại, trong đó thép không gỉ đã có nhiều công trình nghiên cứu và được sử dụng nhiều hơn cả

Ở nước ta từ những năm 1960, thép không gỉ đã được dùng trong lĩnh vực chấn thương chỉnh hình Các chi tiết đó phải nhập từ nước ngoài từ nhiều nguồn và bằng nhiều con đường khác nhau, như hàng viện trợ của các nước, các tổ chức Quốc tế, các đoàn cán bộ y tế của ta mang từ nước ngoài về vv

Đến nay, hầu hết các chi tiết dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình vẫn chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài Do đó nó không chủ động được trong việc cung cấp và kích thước chi tiết không phù hợp với người Việt Nam

Mặt khác trong những năm 1991 – 1994, Viện Luyện kim đen đã nghiên cứu được công nghệ chế tạo vật liệu thép không gỉ dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình, đã được nghiên cứu thử nghiệm ở trên súc vật

và sau đó thử nghiệm ở trên người Tuy nhiên, từ đó đến nay việc hoàn thiện

và phát triển đề tài này để đưa vào ứng dụng rộng rãi thì chưa được triển khai

Trong những năm gần đây, ngành thép Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng Sản lượng thép cán đã đạt được trên 7 triệu tấn năm 2010 Ngoài thép xây dựng thông thường chúng ta đã sản xuất được nhiều loại thép đặc biệt khác như thép điện trở, thép chịu ăn mòn, thép khuôn đột đập và nhiều mác thép không gỉ trong đó có mác thép SUS 316L dùng trong ngành y tế Hơn nữa việc gia công chế tạo các chi tiết thép không gỉ trong nước đã được cải thiện nhiều bằng các máy móc gia công cơ khí chính xác CNC …

Ngoài khả năng nấu luyện và gia công cơ khí, các thiết bị đo kiểm hiện đại trên thế giới cũng được trang bị ở một số cơ sở sản xuất trong nước Do

-6-đó chúng ta có thể phát huy nội lực của mình để phát triển khả năng chế tạo

và sản xuất các chi tiết cho ngành phẫu thuật chấn thương chỉnh hình bằng thép không gỉ

Nhận thức được tầm quan trọng của lĩnh vực sản xuất trang thiết bị y tế, Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định số 130/2002/QĐ-TTg ngày 04/10/2002 về việc phê duyệt chính sách quốc gia về sản xuất trang thiết bị y

tế Đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và xây dựng mô hình phát triển sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình thay thế nhập khẩu”

sẽ góp phần thiết thực vào việc thực hiện thành công Quyết định trên của Thủ tướng Chính phủ, đáp ứng được nhu cầu chữa bệnh và chăm sóc sức khoẻ ngày càng cao của nhân dân

Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Vụ Khoa học công nghệ - Bộ Công Thương, Viện Công nghệ Quân đội, Bệnh viện Quân y 108, Bệnh viện Phẫu thuật chấn thương chỉnh hình TP Hồ Chí Minh, Bệnh viện 354 …, cùng một số cơ sở nghiên cứu khác Nhân dịp này, chúng tôi xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ và hợp tác đó

-7-CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1 Tình hình nghiên cứu và triển khai ở nước ngoài

Chi tiết thép dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình là các chi tiết được cấy ghép toàn bộ hoặc từng phần vào cơ thể người bằng phẫu thuật trong thời gian tạm thời hay vĩnh viễn, nhằm chữa lành xương hay bộ phận tương ứng hoặc thay thế tạm thời hay vĩnh viễn cho bộ phận này

Việc sản xuất các dụng cụ bằng thép không gỉ dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình đã được tiến hành từ lâu ở các nước phát triển Công nghệ chế tạo thành chi tiết cụ thể phát triển rất nhanh, song quá trình tìm kiếm vật liệu đã trải qua một thời gian dài

Từ đầu thế kỷ XX, Lane, Lambolete và Groven đã sử dụng nẹp xương để điều trị những xương dài bị gẫy nhưng không đạt kết quả vì hiện tượng “bị tự lỏng” và bị phản ứng Đó là phản ứng “tự nhiên” khi cơ thể sống tiếp nhận

“vật lạ” Trong khoảng 10 năm từ 1957 đến 1967, các nhà khoa học Jones, Riêunan, Ferand, Sicord và Lavarde… đã tìm ra được bản chất của phản ứng giữa cơ thể con người đối với vật cấy ghép Kết quả của quá trình phản ứng này là tạo ra “màng sơ giả” bao quanh vật cấy ghép

Watson-Hiệp hội thực nghiệm về vật liệu liên kết xương của Mỹ đưa ra kết luận:

“Kim loại được coi là thích nghi khi “màng sơ giả” bao quanh mỏng hơn 0,03mm sau 6 tháng kể từ khi nó được đưa vào cơ thể”

Các vật cấy ghép xương dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Có tính chống gỉ cao

- Có tính gia công tốt

- Có độ bền đảm bảo

- Có khả năng được cơ thể con người chấp nhận

Hiện nay, trên thế giới các nhà khoa học đã tìm ra 4 loại vật liệu thoả mãn được các yêu cầu trên: vật liệu kim loại, polimer, gốm và composit

1) Vật liệu kim loại: có 3 loại chính:

+ Thép không gỉ: thép không gỉ austenite loại SUS 316L được sử dụng nhiều nhất để chế tạo các vật cấy ghép để kết xương trong cơ thể con người

-8-Ưu điểm cơ bản của thép không gỉ là thoả mãn các yêu cầu nêu trên và có giá thành rẻ Đây là loại vật liệu có tiềm năng trong tương lai Các vật cấy ghép bằng thép không gỉ được sử dụng chủ yếu ở dạng qua gia công biến dạng + Hợp kim côban: có 2 loại:

- Hợp kim CoCrMo: chủ yếu dùng ở dạng đúc

- Hợp kim CoNiCrMo: chủ yếu dùng ở dạng qua gia công biến dạng Hợp kim côban được dùng để chế tạo các khớp xương nhân tạo như xương bánh chè (đầu gối), chỏm xương đùi…Hợp kim côban có độ bền mỏi cao, rất dẻo và có độ chống mài mòn rất tốt

+ Titan và hợp kim titan:

Titan được nghiên cứu sử dụng làm các vật cấy ghép từ những năm cuối thập kỷ 30 của thế kỷ trước Titan và hợp kim của có các tính chất cơ học và hoá học phù hợp và nhẹ nên thích hợp để chế tạo các vật cấy ghép xương, điển hình như hợp kim Ti6Al4V Một yếu điểm của hợp kim titan là có hệ số

ma sát cao, gây khó khăn cho việc sử dụng

2)Vật liệu polymer

Vật liệu polymer thường dùng để chế tạo các vật cấy ghép xương là polyenthylen mật độ siêu cao (Ultra high Density Polyethylên – UHDP) và ximăng xương (Bone Cenment) gồm Polymethyl Methacrylate với Sulphat Bary và chất xúc tác để chế tạo sự bám dính trong việc thay thế các khớp xương

3)Vật liệu gốm: các vật liệu gốm gần đây đã được nghiên cứu sử dụng để

thay thế chỏm xương đùi, xương mắt cá chân…

4)Vật liệu composit: tiêu biểu là vật liệu sợi cabon

-9-2 Thép không gỉ dùng trong ngoại khoa

Như đã nêu trên, thép không gỉ là loại vật liệu được sử dụng để chế tạo các vật cấy ghép xương rộng rãi nhất trong 4 nhóm vật liệu Thép không gỉ có nhiều loại, theo cách phân loại về cấu trúc thì thép không gỉ được chia thành 5 loại: mactensit, ferit, austenit, song pha và bền hoá bằng tiết pha Trong 5 loại trên, thép không gỉ austenite được sử dụng chủ yếu trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình Thành phần hóa học của một số mác thép không gỉ austenite chế tạo vật cấy ghép xương được thể hiện trong bảng 1

Bảng 1: Thành phần hóa học của thép không gỉ austenite chế tạo các vật cấy ghép xương

11,5-ASTM

316LVM

0,024 16-18 13,6 0,57 1,7 2,8 0,003 0,025 ≤0,095

Thép không gỉ austenit là nhóm thép được sử dụng rộng rãi và chiếm đại

đa số trong toàn bộ sản lượng thép không gỉ của thế giới (khoảng 75%) Điển

hình nhất trong nhóm thép này là mác thép 304 (18%Cr và 8-10% Ni) Từ loại thép này người ta đã nghiên cứu và phát triển ra nhiều mác thép mới với hàm lượng niken tăng lên, hợp kim hoá thêm Mo, N… Những mác này có tính chống gỉ rất cao, có thể làm việc trong các môi trường xâm thực mạnh Thép không gỉ austenit có những đặc điểm sau:

-10 Tính chống ăn mòn cao, chúng hoàn toàn ổn định trong môi trường nước sông, nước biển, hơi nước bão hòa và quá nhiệt, trong các dung dịch muối Trong dung dịch axit cũng có tính chống ăn mòn cao: ổn định trong HNO3 với mọi nồng độ và nhiệt độ, trong H2SO4 nguội, trong dung dịch HCl loãng và nguội Bởi vậy, chúng được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất axit, hóa dầu và công nghiệp chế biến thực phẩm

- Tính dẻo cao (δ=40-60%), dễ cán, rèn, dập, gò ở trạng thái nguội nên thích hợp để chế tạo các thiết bị hóa học Do có cấu trúc tinh thể lập phương diện tâm nên chúng không bị dòn ngay cả khi có độ hạt lớn do nung quá nhiệt và nhất là không có điểm chuyển biến dẻo – dòn nên có thể sử dụng ở nhiệt độ rất thấp như các vùng băng giá, thiết bị khí hóa lỏng, kỹ thuật lạnh…

- Cơ tính đảm bảo mặc dù không bền hóa được bằng nhiệt luyện (do không chuyển biến pha khi làm nguội), nhưng lại hóa bền rất mạnh bằng biến dạng nên chúng hoàn tòan có thể đáp ứng được yêu cầu chịu tải của nhiểu ngành kỹ thuật

Ngày nay, những tiến bộ kỹ thuật trong ngành luyện kim đã giúp chúng

ta có thể tạo ra được các loại thép không gỉ mà trước đây rất khó thực hiện Ví

dụ công nghệ khử cacbon bằng ôxy trong orgon (Argon Oxygen Ducarburization-AOD) có thể hạ hàm lượng cacbon trong thép xuống dưới 0,01%, hoặc công nghệ điện xỉ dưới áp suất cao (Presure Electroslag Remelting – PESR) có thể hợp kim hoá nitơ vào thép không gỉ đến hàm lượng 1% Nấu luyện trong chân không, trong plasma…cũng là những công nghệ giúp chúng ta đưa nitơ vào trong thép

-11-3 Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim

Trong thép không gỉ, khả năng chống lại sự ăn mòn trong khí quyển và một số môi trường khác, đồng thời có cơ tính phù hợp trong quá trình chế tạo cũng như dùng thử thì thành phần hoá học có vai trò quan trọng Dưới đây là ảnh hưởng của một số nguyên tố tới cấu trúc và tính chất của thép không gỉ

3.1 Ảnh hưởng của nguyên tố crôm

Crôm là nguyên tố cơ bản tạo khả năng chống gỉ cho thép nhờ nó tạo ra màng ôxyt Cr2O3 hoặc FeCr3O4 có tính bảo vệ cao Trong hệ hai cấu tử Fe-Cr, Crôm hoà tan hoàn toàn trong Fe-α và theo kết quả của nhiều công trình nghiên cứu khác nhau cho thấy để màng ôxyt crôm trong dung dịch rắn có tính bảo vệ thì lượng chứa crôm phải lớn hơn 11,7% Lượng crôm càng cao khả năng chống ăn mòn trong khí quyển và một số môi trường khác càng cao

3.2 Ảnh hưởng của nguyên tố niken

Thép không gỉ trên cơ sở hệ Fe-Cr chỉ bền vững chống ăn mòn trong một

số môi trường Nếu chứa thêm niken, tính chống ăn mòn sẽ được tăng cường đáng kể do tác dụng thụ động hoá của niken Mặt khác, niken là nguyên tố mở rộng vùng Fe-γ, do đó muốn nhận được pha austenit thì lượng niken phải lớn hơn 8%

Từ các phân tích trên thành phần cơ bản của thép không gỉ có tính chống

ăn mòn cao là FeCr18Ni8 (gọi tắt là thép không gỉ 18-8), tổ chức cơ bản của thép sau khi tôi trong không khí (đối với chi tiết nhỏ mỏng) hoặc tôi trong nước (đối với chi tiết dầy) là austenit Tuy vậy cần chú ý ở trạng thái đúc trong quá trình kết tinh, xảy ra trong điều kiện thực tế - xa vùng cân bằng có thể gặp các pha khác như Ferit, cacbit và cả pha Xecma do không đồng nhất thành phần

3.3 Ảnh hưởng của một số nguyên tố khác như Mo, Ti, Mn, Si

Vai trò của một số nguyên tố khác trong thép không gỉ 18-8 phụ thuộc vào những mục đích khác nhau, người ta có thể hợp kim hoá thêm các nguyên

tố Mo, Ti, Mn, Si

-12 Titan: Titan là nguyên tố mở rộng vùng Fe-12 α, do đó khi thép có chứa

thêm lượng titan, muốn đảm bảo tổ chức 1pha austenit phải tăng lượng niken lên 10%, và titan càng nhiều thì niken phải càng nhiều Nếu không đủ niken

sẽ xuất hiện pha thứ 2 là Ferit Cần lưu ý khi nung trở lại pha Ferit trong thép

có chứa titan rất dễ chuyển thành pha Xecma, pha này gây ra dòn, giảm cơ tính của thép Với sự tồn tại của pha Ferit tính chống ăn mòn của thép giảm Khi cho thêm titan cần chú ý đến vai trò của nhôm và các bon trong thép 18-

8 Nhôm được dùng làm chất khử khí trong luyện thép nên có thể còn sót lại trong thép Nhôm cũng là nguyên tố mở rộng vùng Fe-α và tồn tại song song với titan, khả năng xuất hiện pha Ferit sẽ lớn

Cacbon cùng titan tạo ra cacbit có tính ổn định cao, có giới hạn hoà tan thay đổi theo nhiệt độ và có khả năng tiết ra trên nền austenit làm giảm khả năng chống ăn mòn của thép

- Molipđen: Hàm lượng Molipđen trong thép không gỉ lên tới 8%, nhưng

thông thường từ 2 đến 4% Trong hợp kim Fe-Cr và Fe-Cr-Ni, thậm chí chỉ cần một lượng nhỏ molipđen có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn điểm và

ăn mòn kẽ trong môi trường clorua Molipđen làm giảm mức độ của sự oxi hóa, điều này cần thiết để đảm bảo sự thụ động và giảm xu hướng phá vỡ của lớp màng thụ động

- Mangan: Giản đồ trạng thái của hệ Cr-Mn trong phạm vi hàm lượng

dưới 50%Mn gần giống với giản đồ trạng thái hệ Cr-Ni, do đó sự có mặt của mangan không làm thay đổi đáng kể tổ chức của hợp kim Fe-Cr-Ni ở trạng thái cân bằng Mangan trong quá trình nấu chảy thép có tác dụng khử ôxy và kết hợp với lưu huỳnh tạo MnS rất bền vững, làm giảm hiện tượng bở nóng trong thép Tuy nhiên khi biến dạng dẻo, trong thép không gỉ chứa nhiều mangan sẽ tạo mactenxit biến dạng, điều này làm giảm khả năng chống ăn mòn trong thép không gỉ 18-8 nên người ta cố gắng hạn chế hàm lượng mangan càng nhiều càng tốt

-13 Silic: Silicon thường được thêm vào thép không gỉ để nâng cao khả năng

chống ôxy hoá và tăng bền pha ferit, với một lượng nhỏ silicon và đồng cho vào thép không gỉ austenit có chứa molipđen để cải thiện khả năng chống ăn mòn trong acid sulfuric Trong thép không gỉ austenit, hàm lượng silic cao không những cải thiện khả năng chống oxy hóa mà còn ngăn ngừa sự cácbon hoá ở nhiệt độ cao

3.4 Ảnh hưởng của nguyên tố cacbon

Cacbon ở trạng thái cân bằng có thể liên kết với một số kim loại tạo thành cacbit, trong thép 18-8 chủ yếu là Cr23C6 Khi nung để tôi, cacbit sẽ hoà tan trở lại trong austenit (hình 1)

Hình 1: Độ hoà tan của C trong thép 18-8

Tuy nhiên sự phân bố này là không đồng đều, lượng cacbon trong dung dịch rắn austenit sẽ cao hơn ở những nơi trước đó có phần tử cacbit Điều này dẫn đến hậu quả là dù cho tổ chức sau khi tôi một pha, tính chống ăn mòn vẫn

bị hạn chế

Nếu quá trình nhiệt luyện không đạt yêu cầu làm cho cacbit không hoà tan hết hoặc cacbit tiết ra trong quá trình ram thì khả năng chống ăn mòn sẽ thấp Từ những phân tích trên, muốn đạt tính chống ăn mòn tối đa thì lượng cacbon phải hạn chế thấp hơn giới hạn hoà tan của cacbit ở nhiệt độ phòng

Theo hình 1 giá trị này khoảng 0,03%, từ đó trong các thép không gỉ cần tính chống ăn mòn cao, lượng cabon phải khống chế Ví dụ thép dùng dưới 0,03% trong y tế

-14-Như vậy qua phân tích ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim thấy rằng thành phần hóa học của thép không gỉ để chế tạo các vật cấy ghép xương có các đặc điểm sau:

- Hàm lượng crôm cao: để thép có khả năng chống chầy xước và ăn mòn

- Hàm lượng cacbon rất thấp: để loại trừ việc tạo thành Cr23C6, Cr7C3 và

Cr3C rất dễ gây ra những điểm nghèo crôm, làm giảm tính chống gỉ của thép

- Hàm lượng niken tương đối cao: để đảm bảo cấu trúc hoàn toàn là austenite, làm cho thép mịn và bóng

- Có hợp kim hoá Mo: để làm tăng cơ tính và tính chống gỉ, đặc biệt là

ăn mòn tinh giới

4 Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ austenite

Đối với thép không gỉ dùng trong ngoại khoa, cần đảm bảo cao về khả năng phá hủy do ăn mòn Hai dạng ăn mòn đáng chú ý nhất là ăn mòn điểm

và ăn mòn tinh giới

4.1 Ăn mòn điểm

Nguyên nhân gây ra hiện tượng ăn mòn điểm là do môi trường tác dụng không đồng đều trên bề mặt hoặc do sự không đồng nhất tổ chức, kết quả dẫn đến tạo các hố sâu ăn mòn Tốc độ phát triển của các hố rất nhanh và ở những

vị trí không thể dự đoán Đây là loại ăn mòn rất nguy hiểm

Sự không đồng nhất về môi trường thường do các phần tử lạ, bẩn, bụi Hậu quả nhìn thấy trên bề mặt và thể hiện rõ nhất trong các môi trường chứa clo Sự không đồng nhất về tổ chức có thể là do pha dư tạp chất và ngay cả các vết sước trên bề mặt cũng có thể thúc đẩy hoạt động của các vi pin

Muốn khắc phục ăn mòn điểm thì phải hạn chế hai nguyên nhân trên Tuy nhiên trong nhiều trường hợp cũng không thể dự đoán hết các yếu tố khách quan mà phải chọn biện pháp chủ động là hợp kim hoá thêm các

nguyên tố có khả năng làm chậm hoặc hạn chế ăn mòn hố sâu Hai nguyên tố cho hiệu quả cao nhất về mặt này là molipđen và nitơ Do đó thép không gỉ dùng trong ngoại khoa của ngành y tế thường chứa molipđen và nitơ

-15-4.2 Ăn mòn tinh giới

Đây cũng là một dạng ăn mòn rất nguy hiểm vì nó phát triển với tốc độ lớn và không nhìn thấy bằng mắt thường Ăn mòn tinh giới liên quan chặt chẽ với trạng thái tổ chức nhận được khi nhiệt luyện Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào thành phần hợp kim, số lượng, phân bố và độ hạt cacbit, trạng thái ứng suất Trong đó sự có mặt của cacbit trên tinh giới là nguyên nhân chủ yếu

Để khắc phục ăn mòn tinh giới thường sử dụng 2 biện pháp:

- Giảm lượng chứa cacbon dưới 0,03% để cacbit không tạo ra trên tinh giới, khả năng giảm cacbon phụ thuộc vào trình độ công nghệ luyện kim Trên hình 2 thể hiện sự ảnh hưởng của cabon đến khả năng ăn mòn tinh giới của thép 18-8

- Sử dụng nguyên tố ổn định cacbit: là những nguyên tố có ái lực mạnh hơn với cacbon so với crôm Chúng tạo cacbit không hoà tan trong austenit ở nhiệt độ tôi và phân bố đều trong toàn bộ thể tích hạt tinh thể Các nguyên tố

ổn định cacbit thường dùng là titan, tantan, niobi

Hình 2: Ảnh hưởng của C đến khả năng ăn mòn tinh giới của thép 18-8

-16-5 Cơ sở chọn thép không gỉ dùng trong ngoại khoa

5.1 Dựa vào cơ sở lý thuyết

Từ việc nghiên cứu bản chất của thép không gỉ trên cơ sở lý thuyết kim loại học cho thấy:

- Hàm lượng Crôm cao (>12%Cr) sẽ tạo ra khả năng chống gỉ tốt

- Hàm lượng đủ cao của Niken (>8%Ni) tạo ra pha đồng nhất austenit tăng tính chống ăn mòn

- Hàm lượng cacbon càng thấp tính chống ăn mòn càng cao (≤0,03)

5.2 Dựa vào kết luận của nhiều công trình đi trước

Điểm qua và phân tích một số công trình đã nghiên cứu ở nước ngoài thời gian trước 1970

Từ đầu thế kỷ XX Lanne, Lambotete và Groves đã dùng nẹp xương để điều trị những xương dài bị gẫy, nhưng đã nhiều lần thất bại do các vít bị lỏng

và có phản ứng khi đưa vật lạ vào trong cơ thể Lane cho rằng những phản ứng bất thường của xương là do nhiễm độc gây ra mà tác giả gọi hiện tượng này là “viêm” Năm 1925, Ogsos trong một công trình nghiên cứu đã quan sát được sự hình thành dòng điện khi tác giả kết hợp xương cánh tay bị gãy bằng nẹp nhôm và vít đồng thau Dây thần kinh tiếp xúc với nẹp vít thì gây nên hiện tượng co cẳng tay do dây thần kinh chi phối

Năm 1936, Manegang và Odiate đã nghĩ rằng những thất bại của việc ghép xương là do độc tính của kim loại Hai tác giả đã tiến hành nhiều thí nghiệm hoàn chỉnh đối với kim loại và hợp kim trên các động vật khác như thỏ, chuột, chó và từ đó đưa ra bảng độc tính Nhưng ở những công trình này chưa đưa ra được nguyên nhân nào gây ra độc tính Cùng thời gian ấy Varalle

và Struek đã chứng minh được khi ta dùng kim loại khác nhau trên cùng một động vật sẽ gây ra sự ăn mòn điện hóa Kể từ đây rất nhiều tác giả ghi nhận tác dụng gây độc của việc dùng kim loại kép như: WATSON-JONE (1957), RIEUNAN (1957), RERAND (1963), SICORD và LAVARDE (1967), L.PIDKORT, JRAGUIM VÀ F.VARENNEE đã phân tích khả năng chống gỉ

Thép không gỉ ở mức độ ăn mòn rất khác nhau tùy theo trạng thái của chúng là thụ động hay chủ động

Từ các kết quả thí nghiệm tác giả đưa ra chỉ dẫn:

a- Tránh dùng những kim loại khác nhau trong cùng một trường hợp kết xương (ví dụ nẹp bằng Stellit, đinh vít lại bằng inox chủ động)

b- Tránh cắt bớt hoặc sửa chữa từng phần, tránh tạo ra vết nứt, vết sước

vì như vậy sẽ làm phá hủy màng bảo vệ, tạo ra sự không đồng nhất về mặt tổ chức trên cùng một chi tiết, đó là điều kiện để xuất hiện những vi pin

c- Đề phòng dùng tuốc lô vít bằng thép thường vặn vào vít inox vì trên đầu tuốc lô vít có thể dính một lượng nhỏ kim loại ít quí hơn Điều này có thể làm mồi cho sự ăn mòn tiếp theo Cũng phải hết sức tránh vặn cưỡng bức các

vít và nẹp làm vít bị cong dễ tạo ra ứng suất cục bộ, gây ra vết nứt lúc đầu nhỏ nhưng sau đó mở rộng ra làm gẫy vít trước thời hạn

-18-Nghiên cứu phản ứng của các mô đối với vật ghép:

Khi cấy một vật thể kim loại vào cơ thể sẽ gây nên phản ứng cục bộ Các phản ứng toàn thân thường ít gặp hơn nên ít được nói đến

Phản ứng của cơ thể đối với vật ngoại lai là “viêm điện phân” Viêm điện phân còn nguy hiểm hơn cả chấn thương hoặc mổ xẻ vì hiện tượng ăn mòn gây nên do một quá trình viêm vô trùng nó có khuynh hướng làm ngăn cách vật cấy và cơ thể Hiện tượng hủy hoại thực chất này thể hiện bằng sự hình thành màng mầu trắng nhạt có chiều dầy khác nhau và khá bền, thường gặp hiện tượng này khi bẻ gãy các dụng cụ nối ghép xương Hiện tượng “váng huyết” này thường gặp ở nơi tiếp xúc giữa thép không gỉ và gỉ sắt

Hiệp hội thực nghiệm về vật liệu nối ghép xương của Mỹ đưa ra: một kim loại được gọi là thích nghi khi màng sơ giả bao quanh mỏng hơn 0,03mm sau sáu tháng khi nó được đưa vào cơ thể của chó và thỏ

Các mảnh cấy ghép hiện đang dùng trong phẫu thuật chỉnh hình: một số kim loại như Pt, W, Pa không bị ôxy hóa nó có thể dùng được trong phẫu thuật chỉnh hình Nhưng công dụng của chúng bị hạn chế vì đắt tiền, khó gia công, cơ tính thấp do đó thép không gỉ được sử dụng phổ biến như hiện nay

5.3 Tiêu chuẩn quốc tế về vật liệu cấy ghép

Theo tiêu chuẩn Quốc tế ISO 5832-1 đã đưa ra vật liệu cấy ghép trong phẫu thuật có thành phần hóa học và yêu cầu cơ tính như sau:

Bảng 2: Thành phần hoá học của vật liệu cấy ghép trong phẫu thuật

Tính chất cơ học của thép mác D và E

-19-Bảng 3: Tính chất cơ học của thép

Trạng thái Mác thép

Đường kính

d hay chiều dầy (mm)

Giới hạn chảyσ 0,2 (MPa)

Giới hạn bền kéo σ b (MPa)

Độ dãn dài tương đối δ(%)

E

bất kỳ bất kỳ

190

285

490-690 590-800

40

40 Sau biến

họ đã chọn là SUS 316L, SUS 317L Sản phẩm đã được thử nghiệm trên súc vật và sử dụng trên bệnh nhân

Bảng 4: Thành phần hóa học của thép không gỉ SUS316L, SUS 317L

SUS 317L 0,03 18-20 11-15 1,0 2,0 3-4 0,03 0,045

-20-6 Tình hình nghiên cứu và triển khai trong nước

Năm 1958, tại bệnh viện Phủ Doãn nay là bệnh viện Việt - Đức, Bs Đặng Kim Châu là người đầu tiên sử dụng chi tiết liên kết xương bằng kim loại để điều trị gẫy xương, xương vỡ… Đến năm 1960, tại Quân Y viện 108,

Bs Nguyễn Văn Nhân đã sử dụng nẹp xương Trong thời kỳ này, do các chi tiết liên kết xương khan hiếm, các bác sỹ đã tận dụng các chi tiết liên kết xương của nước ngoài, cải tiến, chế tạo thành chi tiết điều trị cho bệnh nhân đạt kết quả tốt Những năm về sau, theo sự tiến bộ chung của đất nước, các chi tiết liên kết xương chúng ta có được từ các nguồn viện trợ, từ nhập ngoại cũng nhiều hơn và ngành chấn thương chỉnh hình cũng hình thành và phát triển

Để đáp ứng được nhu cầu của ngành phẫu thuật chấn thương chỉnh hình, Viện Luyện kim đen đã được Bộ Khoa học và công nghệ cho phép thực hiện

đề tài độc lập cấp Nhà nước “nghiên cứu chế tạo các chi tiết bằng thép không

gỉ dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình”, mã số KC-DL-20-92 trong những năm 1992-1994 Đề tài đã tiến hành nghiên cứu các nội dung:

+ Xác định công nghệ sản xuất thép không gỉ austenit có thành phần hoá học, cơ lý tính và tính chống gỉ đạt tiêu chuẩn quốc tế ISO 8532-1 bao gồm các khâu luyện thép, rèn, cán, kéo, nhiệt luyện, tẩy rửa

+ Chế tạo một số chi tiết (nẹp xương, vít xương, đinh cố định xương, …)

từ thép do Viện nghiên cứu sản xuất

+ Nghiên cứu khả năng sử dụng của các chi tiết trên Quá trình nghiên cứu này gồm 2 bước:

- Thử nghiệm trên súc vật: tại Bệnh viện Quân Y 108 đã tiến hành thí nghiệm liên kết xương cho 15 con chó, kết quả thu được rất khả quan, hội đồng khoa học đánh giá tốt và cho phép thử trên người

- Áp dụng trên người: Tại bệnh viện Quân Y 108, Bệnh viện Sain Paul, Trung tâm chấn thương chỉnh hình thành phố Hồ Chí Minh đã áp dụng thử trên người từ mức độ thấp đến mức độ cao: từ đinh cố định xương Stainmann, đến các loại nẹp xương, vít xương, nẹp đỡ cột sống… Qua theo dõi của các bác sĩ tại các cơ sở sử dụng cho thấy kết quả đạt được tốt, không có trường hợp sự cố nào

-21-CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Nội dung nghiên cứu

Mục tiêu đề tài nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và xây dựng mô hình phát triển sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình thay thế nhập khẩu:

- Tổng hợp, nghiên cứu các kết quả nghiên cứu sản xuất các chi tiết dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình đã thực hiện trong và ngoài nước

- Khảo sát, đánh giá nhu cầu thị trường, lựa chọn chủng loại, chi tiết, xác định các yêu cầu kỹ thuật và khả năng phát triển sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình ở trong nước, thay thế nhập khẩu

- Khảo sát, học tập công nghệ và mô hình sản xuất sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình tại Trung Quốc

- Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo chi tiết thép không

gỉ dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình Sản xuất một số chi tiết đưa vào sử dụng thử

- Xây dựng mô hình phát triển sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình thay thế nhập khẩu

2 Phương pháp nghiên cứu

Những thông tin thu thập phục vụ đề tài gồm có:

- Các tài liệu liên quan đến quá trình luyện thép, quá trình tinh luyện thép trong lò trung tần, ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến tính chất của thép, các quá trình gia công cơ khí và gia công biến dạng để tăng cơ tính của thép

- Những thành tựu lý thuyết đã đạt được, kết quả nghiên cứu của những

đề tài liên quan của các đồng nghiệp trước đây Các tiêu chuẩn áp dụng của Nhật Bản, của Mỹ, Nga, Trung quốc …

- Dựa vào những trang thiết bị có sẵn của Viện và các cơ sở nghiên cứu, sản xuất trong nước để nghiên cứu sản xuất thử nghiệm chi tiết, sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật

- Sử dụng phương pháp phân tích quang phổ phát xạ trên thiết bị FISONS ARL 3460 của Thụy Sĩ để xác định thành phần hóa học của thép

- Sử dụng máy kéo vạn năng YMM – 50 và LJ 5000 để xác định độ bền, giới hạn chảy và độ dãn dài

- Sử dụng kính hiển vi quang học AXIOVERT ( CHLB Đức) để nghiên cứu tổ chức tế vi của thép

- Đánh giá khả năng chống gỉ của thép bằng phương pháp điện hóa trên thiết bị CMS100 (Mỹ)

Hình 3: Quy trình chế tạo vật liệu làm chi tiết cấy ghép tại viện luyện kim đen

Bán thành phẩm Nguyên vật liệu: thép nền, ferro crom, molipde, Ni kim loại

Nấu luyện trong lò trung tần, đúc điện cực để điện xỉ đúng thành phần mác thép

Tinh luyện điện xỉ tao ra thỏi đúc

Rèn ra phôi theo yêu cầu

Cán nóng : thanh nẹp và dây

Làm sạch, kiểm tra

-24-1.1 Công nghệ nấu luyện ở lò trung tần

Theo công nghệ, chức năng thông thường của lò trung tần là nấu chảy, hợp kim hóa và có thể dùng chất chứa ôxy hoặc thổi ôxy sạch để làm giảm thành phần các bon và khử các tạp chất có hại khác như P, S…

Nguyên liệu để sản xuất:

Thép nền: có thành phần các bon thấp dưới 0,03% C

Các nguyên tố hợp kim ở dạng ferô các bon thấp hoặc kim loại (tốt nhất

là dùng Ni, Cr, Mo kim loại), nếu không có thì có thể sử dụng FeCr và FeMo các bon thấp

Bổ sung Mn và Si bằng Fero mangan và fero silic có hàm lượng Mn, Si cao và các bon thấp

Thành phần hoá học của nguyên liệu sử dụng được nêu trong bảng 5

Bảng 5: Thành phần hoá học của các nguyên liệu, %

Nguyên liệu Thành phần hóa học các nguyên tố, %

- 0,1 0,035 0,035 0,03

-25 Công nghệ chế tạo thép nền: đây là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất thép không gỉ dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình để khử hàm lượng các bon đến dưới 0,03% và các tạp chất phi kim khác theo yêu cầu

Do quá trình nấu luyện trong lò trung tần hiện tại không thổi được ôxy

do đó phải đưa ôxy vào ở dạng ôxit để khử các bon trong thép nền, theo phản ứng sau:

(FeO) [ FeO ]

( C) + [ FeO ] = [ Fe ] + { CO}

Chất đưa ô xy vào là vẩy cán hoặc sắt xốp, Cho thép nền với sắt xốp nấu chẩy, sau khi nấu chẩy tiếp tục cho từng đợt sắt xốp, vảy cán vào lò để khử các bon Nhờ sự khuấy trộn rất mạnh trong lò tần số làm cho phản ứng xẩy ra mãnh liệt Sau khi khử các bon đạt tiêu chuẩn ≤ 0,03 %C, kiểm tra thành phần

Si, Mn, do bị ôxy hóa mạnh nên hàm lượng Mn và Si trong thép nền cũng giảm theo Thành phần thép nền sau khi luyện có kết quả: C: 0,025%; Si: 0,14%; Mn: 0,15 %

- Công nghệ luyện thép ở lò trung tần: Cho thép nền và Ni vào cùng vôi (CaO) để tạo xỉ, cho một 1/3 lượng FeCr và FeMo Sau khi nấu chảy liệu hoàn toàn, tiến hành lấy xỉ, tạo xỉ mới phủ kín bề mặt thép Sau đó cho hết lượng ferô crôm, các bon thấp để hợp kim hóa

Sau khi liệu chảy hết, khuấy trộn đều mẻ luyện và đạt nhiệt độ 1600 –

1620 0C ra thép, khử khí trong nồi rót và đúc thép trong khuôn kim loại để làm điện cực điện xỉ

Để tính toán phối liệu dựa theo kinh nghiệm thống kê về hệ số cháy hao các nguyên tố hợp kim trong quá trình nấu luyện các loại thép và gang hợp kim khác nhau ở Viện Luyện kim đen, kết hợp với việc tham khảo tài liệu trong và ngoài nước, nhóm nghiên cứu xác định hệ số cháy hao của các nguyên tố hợp kim trong mác thép không gỉ SUS 316L trong bảng 6

-26-Bảng 6: Hệ số cháy hao của các nguyên tố hợp kim

Nguyên tố Hệ số cháy hao %

1.2 Công nghệ tinh luyện điện xỉ

Vì thép không gỉ dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình là loại thép sạch các loại tạp chất như P, S và hàm lượng khí O2, H2 phải nhỏ hơn giới hạn cho phép, thỏi đúc phải có cấu trúc hạt mịn, mật độ cao, không rỗ xốp, chất lượng bề mặt không có khuyết tật …

Để đáp ứng được yêu cầu trên, ở các nước có ngành thép phát triển họ có các biện pháp tinh luyện ngoài lò, luyện trong chân không, khí bảo vệ … Tại Viện Luyện kim đen, hiện nay chỉ có thể áp dụng công nghệ điện xỉ để tinh luyện Phương pháp tinh luyện này đã được áp dụng thành công sản xuất nhiều loại mác thép hợp kim cao, yêu cầu chất lượng cao

Thiết bị tinh luyện điện xỉ của Viện Luyện kim đen có các thông số công nghệ như sau:

Công suất máy biến thế: 100 KVA;

- Dòng điện 1000 – 1500 A;

Điện áp ra : 40 – 45 V

Kích thước hộp kết tinh: ф 120 – 500 mm

Quy trình tinh luyện điện xỉ được tiến hành như sau:

- Cho lượng xỉ cần thiết cho 1 thỏi điện xỉ ( 2,0 – 2,5 kg xỉ ) khoảng 40 –

50 kg vào hộp kết tinh Hộp kết tinh được kiểm tra cẩn thận, bề mặt bên trong không có khuyết tật gì và kín nước Hạ điện cực từ từ xuống sao cho tạo được

hồ quang làm nóng chẩy xỉ rắn, tạo thành bể xỉ lỏng

- Cho điện cực vào bể xỉ lỏng với độ sâu thích hợp và chế độ điện hợp lý

để tạo được các giọt kim loại lỏng ở đầu điện cực Giọt kim loại này lớn dần lên và dưới tác dụng của trọng lực, giọt kim loại lỏng đi qua bể xỉ lỏng rồi lắng xuống hộp kết tinh tạo thành bể kim loại lỏng Tại đây, dưới tác dụng của nước làm nguội quanh hộp kết tinh, bể kim loại lỏng dần dần kết tinh thành thỏi điện xỉ từ dưới lên trên Trong quá trình giọt thép đi qua lớp xỉ lỏng, do tương tác hóa lý giữa thép lỏng và xỉ lỏng nên giọt kim loại được làm sạch các tạp chất và nhất là S Vì bể kim loại được hình thành và kết tinh dưới lớp xỉ nên thỏi điện xỉ rất sạch khí, tương tự như trường hợp luyện kim trong môi trường chân không Quá trình kết tinh xẩy ra với tốc độ làm nguội lớn nên thỏi điện xỉ có cấu trúc hạn min và không rỗ xốp, điều này rất thuận lợi cho quá trình rèn tiếp theo Quá trình tinh luyện điện xỉ cứ tiếp tục xẩy ra cho đến khi hộp kết tinh đầy thì kết thúc

-28-1.3 Công nghệ rèn

Thép hợp kim SUS 316L có trở chống biến dạng tương đối cao nên khi rèn cần chú ý các khâu nung phôi, chế độ biến dạng và quá trình làm nguội Thép không gỉ SUS 316L có độ dẫn nhiệt kém nên khá nhạy cảm với ứng suất nhiệt Vì vậy, cần tránh sốc nhiệt, đặc biệt ở giai đoạn đầu (700-800 0C) Tốc

độ nâng nhiệt ở giai đoạn này khoảng 70-80 0C/giờ Giai đoạn sau nung nhanh hơn, tốc độ nâng nhiệt khoảng 100 0C/giờ Chế độ rèn được xác định như sau:

Nhiệt độ bắt đầu rèn là 1100-1150 0C

Nhiệt độ kết thúc rèn là 900-950 0C

Thỏi thép điện xỉ được nung trong lò phản xạ đến 1150 0C sau đó đưa ra rèn trên búa máy 750 kg tạo ra các thanh vuông 30 -50 x 1200 mm hoặc dẹt (16 – 20)mm x (3-5)mm Kết thúc rèn ở nhiệt độ 900 – 950 0C

Trong qúa trình rèn, thỏi thép được biến dạng từ từ theo chiều vuốt dài,

từ thỏi thép tròn chuyển sang thiết diện vuông sau đó lại chuyển sang tròn đến khi đạt kích thước yêu cầu Các phôi rèn không được có khuyết tật như nứt, gấp nếp, rạn chân chim …

Phôi sau khi rèn xong được vùi kín trong cát nóng cho nguội từ từ tránh nứt do ứng suất nhiệt

1.4 Công nghệ cán

Phôi sử dụng để cán cần được kiểm tra kỹ bề mặt không có khuyết tật, nứt, gấp nếp, rạn chân chim … Nếu có cần xử lý hoặc tiện bề mặt để đảm bảo phôi cán có bề mặt đạt chất lượng tốt

Tương tự như quá trình rèn, phôi thép được nung đến nhiệt độ 1150 0C sau đó đưa vào máy cán ra dây thép cuộn ф 8 đến ф 16 mm Kết thúc nhiệt độ cán ở nhiệt độ 900 – 950 0C

-29-2 Kiểm tra tính chất của vật liệu

Trước khi chế tạo nẹp xương và vít xương, nhóm nghiên cứu đã cho kiểm tra cơ lý tính và khả năng chịu ăn mòn của vật liệu (dạng bán thành phẩm: Thép làm nẹp xương có chiều dầy 5mm, thép làm vít xương Φ 6, Φ 8), kết quả đạt được như sau:

2.1 Thành phần hoá học

Qua kết quả phân tích thành phần hoá học của thép bằng phương pháp phân tích quang phổ phát xạ (bảng 7) cho thấy thép đạt tiêu chuẩn ISO 5832-1:2007 để chế tạo vật liệu cấy ghép trong phẫu thuật

Bảng 7: Thành phần hoá học của thép làm nẹp xương, vít xương

Cách lấy mẫu thử : mẫu kéo để chế tạo vít xương gồm: mẫu tròn Φ 6 và

Φ 8 không qua gia công mà kéo trực tiếp ; mẫu kéo để chế tạo nẹp xương : mẫu được cắt từ tấm thép dầy 5mm bằng máy cắt dây theo kích thước bản

vẽ trong tiêu chuẩn TCVN 197 : 2002

Kết quả thu được như trong bảng 8

-30-Bảng 8: Kết quả thử cơ lý của thép làm nẹp xương vít xương

TT Tên chỉ tiêu Phương pháp

thử

Kết quả

Mẫu thép Φ8(sau ủ)

Mẫu thép Φ6 (sau gia công biến dạng)

Mẫu thép tấm dày 5mm ( sau gia công biến dạng)

614

58

827

932 19

Các mẫu kim tương được cắt, mài cơ học, đánh bóng và tẩm thực bằng dung dịch HCl+HNO3 Các ảnh kim tương được chụp ở độ phóng đại 200 và

500 Sau đây là những kết quả:

Cấu trúc tế vi trên các mẫu đều có tổ chức austenit, không có denta ferit

-31-Hình 4: Cấu trúc tế vi của thép làm vít xương (x200)

Hình 5: Cấu trúc tế vi của thép làm vít xương (x500)

-32-Hình 6: Cấu trúc tế vi của thép làm nẹp xương (x200)

Hình 7: Cấu trúc tế vi của thép làm nẹp xương (x500)