آشنایی با فولاد های زنگ نزن

 
مقدمه
 
اهمیت فولاد  در تمدن بشری و نقش ویژه آن در صنعت، کشاورزی و زمینه های گوناگون زندگی کنونی بر کسی پوشیده نیست. امروزه بخش اعظمی از تجهیزات بیمارستانی، وسایل، ابزار و دستگاه های پزشکی، دندان پزشکی و آزمایشگاهی های تشخیص طبی با استفاده از انواع آلیاژ های فولادی ساخته می شود. از سوی دیگر برخی از انواع فولاد زنگ  نزن هم به عنوان بیو مواد فلزی در پزشکی و دندان پزشکی مصرف می شود. در واقع، از میان انواع فولاد های موجود، آلیاژ فولاد زنگ نزن برای استفاده در کاربرد های پزشکی مناسب تشخیص داده شده است. نوعی از این گروه برای تهیه کاشتنی ها  ، وسایل تثبیت شکست داخلی  ، پیچ ها و سیم ها    و صفحه شکسته بندی   در پزشکی و ساخت و تهیه سیم های ارتودونسی  ، ابزار های معالجه ریشه   دندان مثل سوهان سوزنی و برقو  ، کاشتنی دندانی  و تاج یا روکش پیش ساخته  در دندان پزشکی مصرف می شوند] ۲۲[.
فولاد زنگ نزن همچنین به طور گسترده ای در کاربرد های پزشکی و دندان پزشکی نظیر تولید ابزارها و وسایل دندانی همچون تیغ چاقوی جراحی  ، انبر جراحی  و گیره های دندان مصنوعی   مصرف می شوند.
فولاد ها در گستره ی وسیعی از ترکیب شیمیایی در دسترس می باشند که هر یک خواص ویژه ای دارند و برای کاربرد خاصی طراحی و تهیه شده اند. یکی از دلایلی که سبب شده تا آلیاژ های فولادی از نظر مصرف تا به این حد عمومیت و گسترش پیدا کنند این است که محدوده ی خواص مکانیکی که فقط با تغییر اندکی در ترکیب شیمیایی پدید می آید، گسترده و وسیع است.
قبل از معرفی فولاد زنگ نزن به دندان پزشکی در دهه ۱۹۳۰ میلادی و مطرح شدن کاربرد های آن، تنها ماده ای که مشخص گردیده بود مقاومت خوردگی کافی دارد، طلا بود. فولاد زنگ نزن استحکام کششی  بالایی دارد و به شکل فنر (سیم انعطاف پذیر و کشسان) در وسایل ارتودونسی متحرک  بکار می رود. این آلیاژ همچنین در وسایل ثابت  برای ساخت نوار  ، براکت  و سیم آرک  معروف است. سیم ارتودونسی از آلیاژی ساخته می شود که با نام فولاد زنگ‌نزن آستنیتی  پایدار شده است.آلیاژ دیگری که برای تهیه سیم ارتودونسی بکار می رود، فولاد زنگ نزن آستنیتی پایدار شده  است]۲۳[.
اولین فولادی که برای تهیه کاشتنی بدون مورد استفاده قرار گرفت، آلیاژ فولاد ۱۸ درصد کرُم و ۸  درصد نیکل (نوع ۱۸-۸ و یا در دسته بندی جدید نوع ۳۰۲) بود که از فولاد وانادیم دار مصرفی برای تهیه صفحه شکسته بندی، قوی‌تر و مقاوم خوردگی آن نیز بیشتر بود ]۲۴[.  فولاد وانادیم دار به مدت طولانی برای کاربرد های کاشتنی مصرف نشد زیرا مقاومت خوردگی آن کافی نبود. پس از آن، فولاد زنگ نزن ۱۸ درصد کرُم و ۸ درصد نیکل مولیبدن دار معرفی شد که به منظور اصلاح مقاومت  در برابر خوردگی در آب‌نمک، حاوی مولیبدن بود. این آلیاژ با نام فولاد زنگ نزن ۳۱۶ شناخته شد. در دهه ی ۱۹۵۰، کربن فولاد زنگ نزن ۳۱۶ از ۰۸/۰ درصد وزنی به حداکثر ۰۳/۰ درصد وزنی کاهش یافت تا مقاومت خوردگی بهتری در آب‌نمک حاصل شود. این آلیاژ با نام فولاد زنگ نزن ۳۱۶ ال معروف شد ]۲۵[.
اطلاعات موجود نشان می دهد که در آغاز، فولاد ۳۰۲ ، ۳۰۴، نوعی فولاد ۱۸-۸  مولیبدن دار و فولاد ۳۱۶، مورد استفاده قرار گرفت. اما اغلب اوقات مشکلاتی به دلیل عملکرد غیر قابل قبول این آلیاژ به ویژه از نظر حساس شدن اجزاء ساخته شده از فولاد زنگ نزن ۳۱۶ پدید آمد. از نیمه دهه ی میلادی، بهبود و اصلاحی در قابلیت اطمینان فولادهای زنگ‌نزن برای استفاده در تعویض مفصل ران کامل حاصل شد. این بهبود کیفی از طریق کنترل دقیق‌تر ترکیب شیمیایی و ریز‌ساختار فولاد بدست آمد. مقدار گوگرد فولاد زنگ‌نزن مصرفی در وسایل ارتوپدی به شدت کاهش داده شد. به این ترتیب که از طریق تولید فولاد با فرآیند ذوب تحت خلاء، مقدار گوگرد از ۰۱/۰ درصد در سال ۱۹۷۵ به ۰۰۲/۰ درصد