Различные сплавы золота

Глава 15. Основные конструкционные материалы 267

снижается до 800°С и это делает возмож­ным использование его в качестве при­поя для золотых сплавов высоких проб.

Серебро хорошо обрабатывается давле­нием вследствие большой пластичности. Показателями пластичности серебра мо­жет быть то, что из 1 г серебра можно вы­тянуть проволоку длиной 1800 мм, мож­но получить фольгу толщиной до 0,00001 мм.

Серебро недостаточно устойчиво к окислению. Оно растворяется в горя­чей серной и азотной кислоте. Соляная кислота действует на него слабо. Серебро вступает в реакцию с сероводородом, об­разуя серный ангидрид серебра. При рас­плавлении серебро хорошо соединяется с кислородом, который выделяется при охлаждении, что может привести к обра­зованию пор в слитке. Чтобы уменьшить поглощение кислорода, плавку серебра следует проводить под слоем толченого древесного угля.

Серебро обладает самой высокой электро- и теплопроводностью. Все ос­тальные металлы по этим показателям сравнивают с серебром. В промышлен­ности серебро находит широкое приме­нение в радиоэлектронике, электрохи­мии, ювелирном деле. Для улучшения механических свойств к серебру добавля­ют 10—25% меди.

Вследствие неустойчивости серебра к коррозии в полости рта оно не нашло применения как основной материал для зуботехнических целей. Однако серебро входит в состав многих сплавов: золотых, палладиевых, припоев. Серебро приме­няют также для изготовления пломбиро­вочных штифтов, амальгамы.

15.7.2. Сплавы на основе неблагородных металлов Нержавеющая сталь

Основу всех сталей составляет железо, они также содержат хром, никель и не­большое количество углерода. Для улуч-

шения литейных, прочностных и других свойств сталей в них вводят легирующие добавки. Сталь для зубных протезов со­держит 1% титана.

Железо — металл, широко распростра­ненный в природе. Железные руды со­держат химические соединения его с кислородом. Важнейшими железными рудами являются магнитный железняк (магнетит) Fe₃0₄, красный железняк (ге­матит) Fe₂0-j, бурый железняк 2Fe₂0₃« ЗН₂0, шпатовый железняк (сидерит), со­держащий железо в карбонате FeC0₃. Железо получают также из руд, содержа­щих хром (хромиты), хромоникелевых, титаномагнетитовых руд и др.

Чистое железо имеет синевато-сереб­ристый цвет, в химическом отношении неустойчиво. Во влажной среде оно под­вергается коррозии. Растворы солей и кислот растворяют железо.

Железо — очень пластичный металл, однако получить его в чистом виде и за­щитить от коррозии очень трудно.

Широкое применение нашли разно­образные сплавы на основе железа, из которых наиболее распространенными являются различные стали. В зубопро­тезной практике используются малоугле­родистые стали с содержанием углерода до 0,15%. Большее количество углерода делает сталь более твердой и менее ус­тойчивой к коррозии.

Рецепт стали для изготовления зубных протезов в нашей стране в 1930-х годах был предложен Д.Н.Цитриным. Приме­нение ее значительно уменьшило ис­пользование золота и платины, что было очень важно для развития стоматологи­ческой помощи населению страны в ши­роких масштабах. Нержавеющая сталь, применяемая в ортопедической стомато­логии — многокомпонентный сплав. В него входят железо, хром, никель, угле­род, титан и ряд других добавок. Главным компонентом, обеспечивающим корро­зионную устойчивость сплава, является

Раздел II. Материалы, применяемые для изготовления пластиночных протезов при полной утрате зубов

Таблица 15.5 Физико-механические свойства нержавеющей стали

хром. Его содержится в сплаве 17—19%. Минимальное содержание хрома, обес­печивающее коррозионную стойкость сплава, должно быть не меньше 12—13%.

Для повышения пластичности сплава в него добавляют 8—11% никеля. Присут­ствие никеля делает сплав ковким, что об­легчает обработку давлением. В промыш­ленности виды стали принято обозначать марками. Компоненты, входящие в со­став сплава, обозначают буквами: крем­ний — С, хром — X, никель — Н, титан — Т и т.д. Цифрами обозначают процент со­держания компонента в сплаве. Первая цифра марки обозначает содержание уг­лерода в десятых долях процента.

Наиболее распространенной в зубо­протезной практике является нержавею­щая сталь марки 1Х18Н9Т. Этот сплав со­стоит из 72% железа, 18% хрома, 9% ни­келя, 0,1 % углерода и до 1 % титана. В не­большом количестве всегда присутству­ют посторонние примеси, среди которых наиболее нежелательными являются се­ра и фосфор. Железо с углеродом в спла­вах может находиться в различных соче­таниях: в виде химического соедине­ния — карбида железа Fe₃C — или в виде

твердого расплава, когда атомы углерода располагаются в кристаллической ре­шетке между атомами железа. Углерод в сплаве может находиться в свободном состоянии в виде графита. Различные ви­ды связи железа с углеродом наблюдают­ся при термической обработке стали, ее кристаллизации из расплава.

Встречаются следующие структурные виды связи железа и углерода:

1. Аустенит — твердый раствор углеро­да в железе, характеризующийся плас­тичностью, ковкостью сплава при твер­дости около 200 кгс/мм² по Бринеллю.

2. Феррит — твердый раствор углерода, очень мягкий и пластичный. Его твер­дость около 80 кгс/мм² по Бринеллю.

3. Цементит — карбид железа (Fe^C), очень твердый и хрупкий.

4. Перлит — смесь кристаллов цемен­тита и феррита. Получается из аустенита в результате его распада при температуре 723°С.

5. Дедебурит — смесь перлита и цемен­тита, очень твердый и хрупкий.

Аустенитная структура нержавеющей стали отвечает всем основным требова­ниям, предъявляемым к зубопротезным материалам, поэтому при термической и механической обработках стали ее ста­раются в конечном итоге фиксировать в аустенитной структуре.

Хром с углеродом также может давать ряд химических соединений — карбидов хрома: Сг₄С, Сг₃С₂, Сг₅С₂. Они образуют­ся при термической обработке сплава в температурном интервале 450—850°С.

Карбиды образуются по границам кристаллических зерен, что приводит к уменьшению количества свободного хрома в этих зонах, и в связи с этим уве­личивается возможность возникновения межкристаллической коррозии.

Чтобы уменьшить возможность обра­зования карбидов хрома, в состав нержа­веющей стали вводят титан, активнее вступающий в связь с углеродом и обра-

Глава 15. Основные конструкционные материалы

зующий карбиды титана. При этом обра­зование карбидов хрома прекращается, и таким образом титан предотвращает межкристаллическую коррозию стали. Для улучшения жидкотекучести и жаро­стойкости стали, используемой для ли­тья, в нее вводят 2,5% кремния (сплав ЭИ-95).

Нержавеющая сталь нашла широкое применение при изготовлении зубных протезов. Из нее делают различные виды несъемных зубных протезов, металличе­ские части съемных протезов, базисы, кламмеры, дуги и т.п. Нержавеющая сталь аустенитной структуры благодаря пластичности и ковкости хорошо обра­батывается методом давления. Из этой же стали выпускают проволоку диамет­ром 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 и 2,0 мм для из­готовления различных ортодонтических аппаратов, кламмеров, штифтов. Кроме этого, выпускают 2 вида стандартных кламмеров диаметром 1,0 и 1,2 мм.

Стали марок ЭИ-95 и ЭЯ1Т имеют хо­рошие литейные свойства и применяют­ся для отливки различных деталей зуб­ных протезов. Недостатком ее является относительно большая усадка при литье (до 3%), низкий предел прочности (око­ло 30 кгс/мм²), показывающий величину нагрузки, необходимую, чтобы вызвать остаточную деформацию материала. Эту сталь используют и для промышленного изготовления стандартных защиток для фасеток и зубов, которые комплектуют гарнитурами (передние и боковые зубы). Стандартные зубы применяют крайне редко, главным образом в районах, где нет условий для организации индивиду­ального литья.

Кобальт, хром, никель и их сплавы Кобальт. Кобальт встречается в природе в виде рудных соединений: мышьяковис-то-кобальтовых, сернисто-кобальтовых и др. Кобальт выделяется из руд в результа­те сложного технологического цикла.

Кобальт — серебристо-белый металл с красноватым оттенком. На воздухе и в воде не окисляется, стоек к воздей­ствию органических кислот, слабо рас­творяется в их растворах. В крепкой азот­ной кислоте кобальт пассивируется.

Кобальт имеет высокие механические свойства, обладает достаточно хорошей пластичностью. Его используют для по­лучения стали с повышенной прочнос­тью, твердых сплавов для режущего ин­струмента (победит, стеллит и др.), спла­вов с высокими магнитными свойства­ми. В зубопротезной технике нашли ши­рокое применение сплавы на основе ко­бальта и хрома, где кобальт обеспечивает высокие механические свойства.

Хром. Хромистый железняк [Fe(Cr0₂)2] является основной рудой для получения хрома. Извлечение металлического хрома производится путем восстановления его при плавке.

Хром — белый, с синеватым оттенком металл. Он имеет высокую коррозионную стойкость. На хром не действует азотная кислота. Растворяется он в соляной кис­лоте. Лишь при высоких температурах вступает в реакцию с кислородом, образуя

Таблица 15.6 Физико-механические свойства кобальта

270Раздел II. Материалы, применяемые для изготовления пластиночных протезов при полной утрате зубов

Таблица 15.7 Физико-механические свойства хрома

Таблица 15.8 Физико-механические свойства никеля

окись хрома Сг₂0₃ и хромовый ангидрид Сг0₃. Хром обладает хрупкостью.

Широкое применение хром находит в промышленности для получения раз­личных антикоррозийных сплавов, по­крытия металлических изделий тонкой хромовой оболочкой (хромирование). Хром придает стали большую твердость, высокую антикоррозийность. Окись хро­ма Сг₂0₃ используют для приготовления полировочных паст, применяемых для по­лировки металлических частей протезов.

Никель. Никель в природе встречается в виде различных соединений, среди ко­торых наиболее часто встречаются гар-ньерит (NiMgH₂* Si0₄), мышьяково-ни-келевый блеск (NiAS).

Никель — блестящий, серебристо-бе­лый металл, обладающий хорошей вяз­костью и ковкостью. Он хорошо вальцу­ется и вытягивается. Обладает устойчи­востью к окислению на воздухе и в воде. Соляная, серная и крепкая азотная кис­лоты действуют на него слабо. Устойчив к щелочам.

Никель входит в состав многих спла­вов. Его добавки улучшают механичес­кие свойства сплавов, повышают вяз­кость, уменьшают усадку, придают им

химическую устойчивость. Никель при­меняют для покрытия (никелирования) поверхностей металлических предметов. Такие поверхности имеют высокую отра­жательную способность.

Никель является компонентом многих стоматологических сплавов. В нержаве­ющей стали, применяемой в зубопротез­ной технике, содержится 8—11% никеля. Иногда его добавляют в золотые сплавы вместо платины (5—10%). Такие сплавы приобретают повышенную прочность.

Сплавы на основе кобальта, хрома и ни­келя. В стоматологии в течение уже мно­гих лет широко применяются кобальто-хромовые и никель-хромовые сплавы. В 1953 г. в нашей стране разработан и вы­пускается промышленностью кобальто-хромоникелевый сплав КХС. В его со­став входят: кобальт — 67%, хром — 26%, никель — 6%, молибден и марганец — по 0,5%. Основу сплава составляет кобальт, имеющий высокие механические свой­ства. Хром вводится для придания спла­ву твердости и антикоррозийных свойств. Молибден сообщает сплаву мелкокристаллическую структуру, что усиливает прочностные свойства сплава. Никель усиливает вязкость сплава. Map-

Глава 15. Основные конструкционные материалы