Hochleistungsedelstahl

Sonderedelstahl mit Stickstoff legieren

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Der Stickstoff-Zusatz macht es möglich, Halbzeuge mit extrem hohen Festigkeiten herzustellen.
Der Stickstoff-Zusatz macht es möglich, Halbzeuge mit extrem hohen Festigkeiten herzustellen. (Bild: Zapp)

Das gasförmige Element Stickstoff spielt eine wesentliche Rolle als Legierungselement in Hochleistungsedelstählen. Von der Zulegierung profitieren vollaustenitische, hochkorrosionsbeständige Werkstoffe zur Herstellung von Implantaten sowie martensitische, härtbare Werkstoffe für chirurgische Instrumente.

Stickstoff ist Austauschelement für Nickel und wirkt rund 30 Mal stärker als Nickel in der Fähigkeit, die sehr gute Korrosionsbeständigkeit der Stähle einzustellen.

Vollaustenitischer, implantierbarer Edelstahl

Stickstoff sorgt bei dem vollaustenitischen, implantierbaren Sonderedelstahl Ergste 9.9007 CN dafür, dass die Anforderungen für den Einsatz als Implantatwerkstoff erfüllt werden. Hierzu gehören eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit sowie Biokompatibilität. Letztere wird durch das Fehlen von Nickel noch begünstigt. Hinzu kommen nicht nur antiallergenes Verhalten, sondern auch Amagnetismus. Letzerer muss beispielsweise bei MRI-Untersuchungen gegeben sein.

Neue Anwendungen im Electronic Monitoring

Neben den bekannten Anwendungsgebieten kommen permanent neue hinzu. So wird aktuell ein ganz neuer Bereich erschlossen, das sogenannte „Electronic Monitoring“. Hierzu gehören beispielsweise Armbänder, die Körperfunktionen erfassen und auswerten können.

Dabei ist es von essentieller Bedeutung, dass die Bauteile kein allergenes Potential zeigen. Denn auf der Haut bildet sich durch Schweiß, Kosmetik, Salz beim Urlaub am Meer oder Chlor im Schwimmbad ein chemisch besonders komplexer Cocktail. Dieser stellt hohe Ansprüche an die Korrosionsstabilität des verwendeten Materials. Der Werkstoff Ergste 9.9007 CN erfüllt diese Anforderungen.

Stickstoff wirkt festigkeitssteigernd

Der Stickstoff-Zusatz macht es möglich, Halbzeuge mit extrem hohen Festigkeiten herzustellen. Schon in herkömmlichen, austenitischen Edelstählen spielt Stickstoff seine festigkeitssteigernde Wirkung aus, wenn man es in geringen Mengen zulegiert.

Bei dem Werkstoff Ergste 9.9007 CN wird dieser Effekt durch die besonders ausgewogene Legierungszusammensetzung gesteigert. Folglich können dünne Drähte Festigkeiten bis zu 2500 MPa oder mehr erreicht werden. Typische Anwendungen sind beispielsweise Zahnspangen-Drähte und Retainer im Bereich der Orthodontie. Einen weiteren Anwendungsbereich bilden dünne Drähte oder Feinprofile in der vaskulären Intervention.

Stickstofflegierte Martensite für chirurgische Instrumente

In der Werkstoffgruppe der stickstofflegierten Martensite für chirurgische Instrumente wird Stickstoff als Kohlenstoff-Ersatz zulegiert und ermöglicht somit, dass sich die Primärkarbide im Gefüge wesentlich kleiner ausbilden. Damit verbunden sind folgende Effekte: Zum einen wird die Korrosionsbeständigkeit gesteigert. Zum anderen werden Kantenausbrüche der präzise ausgebildeten Schnittflächen chirurgischer Instrumente vermieden.

Durch Stickstoff erreicht die Härteannahme nach dem Härten und Anlassen schon bei relativ niedrigen Kohlenstoff-Gehalten das Niveau von wesentlich höher gekohlten, konventionellen Martensiten. Das Instrument zeigt eine deutlich verlängerte Lebensdauer. Obwohl das besondere Herstellverfahren Mehrkosten mit sich bringt, lässt sich die Wirtschaftlichkeit steigern.

Zapp bietet in diesem Segment zwei Werkstoffe an: Ergste 1.4108 und 1.4123. Beide sind in der ASTM F 899 genormt, wodurch die besondere Eignung dieser Werkstoffe zur Herstellung von chirurgischen Instrumenten dokumentiert wird.

Kontakt:

Zapp Medical Alloys GmbH

D-58239 Schwerte

www.zapp.com

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