CC BY
4Научная статья УДК 669-1
doi:10.37614/2949-1215.2022.13.1.020
ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ СЕРЕБРОМ НА МИКРОТВЕРДОСТЬ ПЛАСТИН ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
Артём Дмитриевич Горбенко1, Михаил Александрович Каплан2, Сергей Викторович Конушкин3, Елена Олеговна Насакина4, Константин Владимирович Сергиенко5, Александр Сергеевич Баикин6, Александр Юрьевич Иванников7, Михаил Анатольевич Севостьянов8
1-8Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук,
Москва, Россия
1 artemgorbenk@yandex.ru
2mishakaplan@yandex.ru
3venev.55@mail.ru
4nacakina@mail.ru
5shulf@yandex.ru
6baikinas@mail.ru
7aivannikov@imet. ac.ru
8cmakp@mail.ru
Аннотация
Рассматривается влияние легирования серебром на микротвердость нержавеющей стали. Показано снижение микротвердости с увеличением массовой доли серебра в составе стали. Ключевые слова:
коррозионностойкие стали, новые материалы, микротвердость
Original article
EFFECT OF SILVER ALLOYING ON THE MICROHARDNESS OF STAINLESS STEEL PLATES
Artem D. Gorbenko1, Mikhail A. Kaplan2, Sergey V. Konushkin3, Elena O. Nasakina4,
Konstantin V. Sergienko5, Alexander S. Baikin6, Alexander Yu. Ivannikov7,Mikhail A. Sevostyanov8
1-8A. A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
1 artemgorbenk@yandex.ru
2mishakaplan@yandex.ru
3venev.55@mail.ru
4nacakina@mail.ru
5shulf@yandex.ru
6baikinas@mail.ru
7aivannikov@imet. ac.ru
8cmakp@mail.ru
Abstract
The paper considers silver alloying effect on stainless steel microhardness. Microhardness decreases while the mass fraction of silver in the composition of steel increases. Keywords:
corrosion-resistant steels, new materials, microhardness
Биотолерантность аустенитных нержавеющих сталей является значительным преимуществом при создании определенных видов протезов [1, 2], однако она не избавляет от существующего риска для пациента получить бактериальное заражение в ходе проведения необходимого хирургического вмешательства. Это может привести не только к болезни, но и к адсорбции органических молекул на поверхности имплантата [3]. Это явление приводит к образованию на поверхности материала биопленки, которая увеличивает коррозионный эффект и ухудшает самочувствие человека. Для борьбы с подобными угрозами применяемые стали подвергают легированию, наносят на изделия дополнительные покрытия и так далее. Обзор недавних исследований показал, что добавление серебра в материал протеза может придать им антибактериальные свойства, крайне полезные в борьбе с возбудителями инфекционных заболеваний [4]. Вследствие этого возник вопрос о влиянии легирования серебром на свойства самих сталей.
В ходе работы в вакуумных плавильных печах получены три состава коррозионностойкой стали 03Х17Н10 без добавления серебра — состав № 1, с содержанием серебра 0,2 мас. % — состав № 2 и 0,5 мас. % — состав № 3. Методом горячей прокатки из слитков были получены пластины, которые нарезались на образцы, запрессовывались в смолу и полировались.
В таблице представлены результаты определения микротвёрдости на микротвёрдомере ПМТ-3 по методу Виккерса. Из результатов следует, что увеличение массовой доли серебра в составе стали понижает микротвердость. Легирование стали 0,5 мас. % Ag понижает значение микротвердости примерно на 10 % в сравнении с составом № 1.
Результаты исследования микротвёрдости полученных сталей
Микротвёрдость, HV
состав № 1 состав № 2 состав № 3
273,56 258,49 247,13
Список источников
1. Колмаков А. Г., Иванников А. Ю., Каплан М. А., Кирсанкин А. А., Севостьянов М. А. Коррозионностойкие стали в аддитивном производстве // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2021. Т. 65, № 9. С. 619-650. DOI 10.17073/0368-0797-2021-9-619-650
2. ГОСТ 30208-94. Инструменты хирургические. Металлические материалы. Ч. 1. Нержавеющая сталь. М.: Изд-во стандартов, 2002. 7 с.
3. Rogers B. A., Little N. J. Surgical site infection with methicillin-resistant Staphylococcus aureus after primary total hip replacement, J. Bone & Joint Surgery — British 90 (2008) 1537-1538.
4. Николаев Н. С., Любимова Л. В., Пчелова Н. Н., Преображенская Е. В., Алексеева А. В. Использование имплантатов с покрытием на основе двумерно-упорядоченного линейно-цепочечного углерода, легированного серебром, для лечения перипротезной инфекции // Травматология и ортопедия России. 2019. № 4.
References
1. Kolmakov A. G., Ivannikov A. Yu., Kaplan M. A., Kirsankin A. A., Sevost'yanov M. A. Korrozionnostojkie stali v additivnom proizvodstve [Corrosion-resistant steels in additive manufacturing]. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaya metallurgiya [Proceedings of Higher Educational Institutions. Ferrous Metallurgy], 2021, vol. 65, no. 9, pp. 619-650. (In Russ.).
2. GOST 30208-94. Instrumenty khirurgicheskie. Metallicheskie materialy. Chast' 1 Nerzhaveyushchaya stal' [GOST 30208-94. Surgical instruments. Metallic materials. Part 1 Stainless steel]. Moscow, Izdatelstvo standartov, 2002, 7 p.
3. Rogers B. A., Little N. J. Surgical site infection with methicillin-resistant Staphylococcus aureus after primary total hip replacement. J. Bone & Joint Surgery — British, 2008, vol. 90, pp. 1537-1538.
4. Nikolaev N. S., Lyubimova L. V., Pchelova N. N., Preobrazhenskaya E. V., Alekseeva A. V. Ispol'zovanie implantatov s pokrytiem na osnove dvumerno-uporyadochennogo linejno-cepochechnogo ugleroda, legirovannogo serebrom, dlya lecheniya periproteznoj infekcii [The use of implants coated with silver-doped, double-stranded linear-chain carbon for the treatment of periprosthetic infection]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia], 2019, no. 4, pp. 98-108. (In Russ.).
Информация об авторах
А. Д. Горбенко — инженер-исследователь;
М. А. Каплан — младший научный сотрудник;
С. В. Конушкин — кандидат технических наук, младший научный сотрудник;
Е. О. Насакина — кандидат технических наук, старший научный сотрудник;
К. В. Сергиенко — младший научный сотрудник;
А. С. Баикин — кандидат технических наук, научный сотрудник;
А. Ю. Иванников — кандидат технических наук, старший научный сотрудник;
М. А. Севостьянов — кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.
© Горбенко А. Д., Каплан М. А., Конушкин С. В., Насакина Е. О., Сергиенко К. В., Баикин А. С., Иванников А. Ю., Севостьянов М. А., 2022
Information about the authors
A. D. Gorbenko — Research Engineer; M. A. Kaplan — Junior Researcher;
S. V. Konushkin — Candidate of Technical Sciences, Junior Researcher;
E. O. Nasakina — Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher;
K. V. Sergienko — Junior Researcher;
A. S. Baikin — Candidate of Technical Sciences, Researcher;
A. Yu. Ivannikov — Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher;
M. A. Sevostyanov — Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher.
Статья поступила в редакцию 14.02.2022; одобрена после рецензирования 04.04.2022; принята к публикации 08.04.2022. The article was submitted 14.02.2022; approved after reviewing 04.04.2022; accepted for publication 08.04.2022.
