03Х18Н16М3-ВД (ЗИ133-ВД)

Сталь 03Х18Н16М3-ВД (ЗИ133-ВД)

Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 14955-77, ГОСТ Р 51394-99, ТУ 14-1-4708-89
Болванки. Заготовки. Слябы	ТУ 14-1-4913-90
Листы и полосы	ТУ 14-1-4383-87, ТУ 14-123-134-95

Сталь 03Х18Н16М3 применяется для изготовления хирургических имплантантов при костных переломах: пластин, костных винтов, гвоздей, штифтов, спиц скелетного натяжения.

Примечание: Сталь выплавляют в открытой индукционной печи с последующим рафинирующим переплавом

Сталь коррозионностойкая хромоникельмолибденовая аустенитного класса.

Химический состав стали 03Х18Н16М3-ВД (ЗИ133-ВД)

НТД	C	S	P	Mn	Cr	Si	Ni	N	Mo	Cu
ГОСТ Р 51394-99, ТУ 14-123-134-95	≤0,030	≤0,010	≤0,025	≤2,00	17,00-18,50	≤0,40	14,50-16,50	≤0,10	2,60-3,10	≤0,30

Fe - основа.

По ГОСТ Р 51394-99 массовые доли хрома и молибдена в стали должны удовлетворять условию: 3 % Мо + % Сг > 26. Магний (не более 0,03 %) и алюминий (не более 0,25 %) в качестве технологических добавок вводятся в металл по расчету и химическим анализом не определяются. Допускается отклонение по массовой доле кремния плюс 0,4 %. Допускаемые отклонения химического состава - по ГОСТ 5632.

Механические свойства стали 03Х18Н16М3-ВД (ЗИ133-ВД)

Механические свойства при 20°С

Состояние поставки	Сечение (мм)	σ_Т\|s_0,2 (МПа)	σ_B (МПа)	δ₅ (%)
Механические свойства проката в состоянии поставки по ГОСТ Р 51394-99
Лист т/о	≥3,0-3,9	≥190	490-690	≥40
Лист т/о	0,8-3,0	≥190	490-690	≥38
Пруток нагартованный	4,0-6,0	≥690	860-1100	≥12
Пруток т/о	4,0-6,0	≥190	490-690	≥40

Техническая документация	Вид продукции	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	Состояние поставки
Техническая документация	Вид продукции	не менее			Состояние поставки
ТУ 14-1-5191-92	Пруток	490-690	185	40	Термообработанное
ТУ 14-1-5191-92	Пруток	860-1100	690	12	Нагартованное
Технический договор № 8	Пруток	1320	-	-	Нагартованное
ТУ 14-1-4913-90	Лист горячекатаный	490	196	40	Термообработанное
ТУ 14-123-134-95	Лист холоднокатаный	490-690	196	40	Термообработанное
Технический договор № 121	Пруток горячекатаный	470	165	40	Горячекатаное

Механические свойства при комнатной и повышенных температурах

t_исп, °С	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	ψ, %	t_исп, °С	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	ψ, %
18*	615	345	51	81	400	400	140	42	80
20	510	240	64	83	600	355	130	45	74
180	420	170	46	81
*Состояние поставки - горячекатаное.

Механические свойства при высоких температурах (пруток после закалки)

t_исп, °С	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	ψ, %
900	180	110	78	80
1020	60	52	79	60
1200	20	19	86	79

Механические свойства при 20 °С в зависимости от степени холодной

Степень обжатия, %	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	Твердость HV
0	580	274	47	160
10	670	576	26	240
20	755	690	16	260
30	861	806	8	300
50	1128	1033	6	340
60	1191	1013	5	360
70	1273	1026	3	360
80	1328	1029	2	360
90	1580	1329	2	-

Механические свойства при 20 °С в зависимости от степени холодной пластической деформации (проволока Ø4,6 мм, закалка перед холодной деформацией с 1080°С в воде, данные ОАО Серп и Молот)

Степень обжатия, %	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	Твердость HV
0	530	200	79	-
10	710	460	75	-
20	820	650	70	-
30	950	800	66	-
40	1070	910	62	-
50	1170	1030	59	360
60	1260	1120	57	-
70	1350	1200	55	360
80	1430	1270	52	370
90	1510	1340	38	-

Механические свойства при комнатной и повышенных температурах (пруток горячекатаный Ø20 мм, поставка ОАО Златоустовский метзавод, закалка с 1080 °С в воде)

t_исп, °С	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	ψ, %	t_исп, °С	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	ψ, %
20^*1	615	345	51	81	400	400	140	42	80
20	510	240	64	83	600	355	130	45	74
200	420	170	46	81
Примечание: ^*1- Состояние поставки - горячекатаное.

Механические свойства при высоких температурах (пруток горячекатаный Ø 20 мм, поставка ОАО Златоустовский метзавод, закалка с 1080 °С в воде)

t_исп, °С	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	ψ, %
800	185	110	78	83
1000	61	52	79	60
1200	20	19	86	79

Механические свойства при 20 °С в зависимости от степени холодной пластической деформации (прокатка) (лист исходной толщины 1,5 мм, закалка перед холодной деформацией с 1080 °С в воде)

Степень обжатия, %	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	Твердость HV
0	578	274	47	160
10	668	576	26	240
20	755	690	16	260
30	861	806	8	300
50	1128	1033	6	340
60	1191	1013	5	360
70	1273	1026	3	360
80	1328	1029	2	360
90	1577	1329	2	-

Механические свойства при 20 °С в зависимости от степени холодной пластической деформации (волочение)

Степень обжатия, %	σ_в, Н/мм²	σ_0,2, Н/мм²	δ₅, %	Твердость HV
0	530	200	79	-
10	720	460	75	-
20	820	650	70	-
30	950	800	66	-
40	1080	910	62	-
50	1170	1030	59	-
60	1240	1120	57	-
70	1350	1200	55	370
80	1430	1270	52	380
90	1520	1340	38	-

Физические свойства стали 03Х18Н16М3-ВД (ЗИ133-ВД)

Плотность - 8,03 · 10³ кг/м³.
Удельное электросопротивление - 0,804 ·10⁶, Ом · м при 20 °С.
Магнитная проницаемость (μ _отн) мкТл · м/А - 1,0 при 20 °С.
Температурный коэффициент линейного расширения (α) - 16,0 · 10⁶, К^-1 в интервале температур 0-100 °С.
Плотность определена для отожженного прутка, остальные свойства - для нагартованного прутка Ø4,1 мм с σ_в> 833 Н/мм², а в состоянии поставки ОАО Златоустовский метзавод.

Коррозионная стойкость стали 03Х18Н16М3-ВД

По ТУ 14-1-5191-92, ТУ 14-1-4913-90, ТУ 14-123-134-95 сталь в состоянии поставки должна быть стойка против межкристаллитной коррозии на образцах без провоцирующей термообработки и испытания по методу AM ГОСТ 6032-89 в течение 24 ч. Сталь обладает высокой стойкостью к питтинговой коррозии в средах, содержащих ионы хлора в закаленном и нагартованном состояниях.

Скорость коррозии стали 03Х18Н16МЗ-ВД (промышленной поставки) и 12Х18Н9Т в 10%-ном FeCl₃ · 6Н₂O (время испытания 5 ч при 20 °С после различных степеней холодной пластической деформации)

Сталь	Сортамент	Скорость коррозии (г/ · м²ч) после различных степеней обжатия, %
Сталь	Сортамент	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
03Х18Н16МЗ-ВД	Лист (δ =1,5 мм)	0,10	0,17"	0,10	0,11	0,08	0,22	0,12	0,17	0,18	0,09
03Х18Н16МЗ-ВД	Пруток (Ø4,5мм)	0,28	-	-	0,27	-	-	-	-	0,21	-
12Х18Н9Т	Пруток (Ø4,0мм)	16	-	11	-	13	-	15	-	24	-

По данным НПО Мединструмент (г. Казань) и ВНИИМТ (г. Москва) штифты из стали 03Х18Н16МЗ-ВД (ЗИ133-ВД) успешно прошли токсикологические испытания на животных методом имплантирования. Сталь отвечает требованиям, предъявляемым к изделиям для эндопротезирования и пригодна для остеосинтеза в травматологии.

Структура стали 03Х18Н16М3-ВД

Сталь имеет аустенитную структура немагнитна в закаленном и нагартованном состояниях; она не должна содержать α-фазу и имеет нормированное содержание неметаллических включений (сульфиды, алюминаты, силикаты, оксиды глобулярные) и нормированную величину зерна. Загрязненность неметаллическими включениями не должна превышать по ТУ 14-1-5191-92:

Вид включений	Величина в баллах, не более для серий
Вид включений	тонкой	толстой
Сульфиды (А)	1,5	1,0
Алюминаты (В)	1,5	1,0
Силикаты (С)	1,5	1,0
Оксиды глобулярные (D)	1,5	1,0

Сталь 03X18Н16МЗ-ВД разработана с учетом требований международного стандарта ИСО 5832/1-87 Имплантанты для хирургии. Металлические материалы. В НПО Мединстумент (г. Казань) изготовлены партии имплантатов из листовой и сортовой металлопродукции (штифты, винты, пластины) и проведены необходимые медицинские испытания с положительными результатами.

Технологические параметры стали 03Х18Н16М3-ВД

Сталь деформируется в горячем и холодном состоянии. Температурный интервал горячей пластической деформации 900-1200 °С. Рекомендуемый режим термической обработки: закадка с 1080-1100 °С. Поставляется в закаленном и в нагартованном состояниях.