新型鈦合金種植材料研究及其性能分析.pdf

1、鈦合金因其優(yōu)異的綜合性能廣泛用作人體植入材料，但仍存在彈性模量高、含Al和V有毒元素等不足，近年來，開發(fā)彈性模量更低、生物相容性更好的新型醫(yī)用β鈦合金，成為生物醫(yī)學(xué)金屬材料的研究重點。本文以d電子合金設(shè)計理論及Kβ穩(wěn)定系數(shù)為指導(dǎo)，采用無細(xì)胞毒性合金元素Nb、Zr、Mo，設(shè)計了新型近β型Ti20Nb6Zr(0～15)Mo合金，研究Mo含量和熱處理工藝對其顯微組織和力學(xué)性能的影響。同時選取綜合力學(xué)性能較好的Ti20Nb6Zr6Mo合金，進(jìn)行

2、冷拉拔試驗，研究冷加工變形后合金顯微組織與力學(xué)性能的變化規(guī)律。
　　 隨Mo含量增加，固溶后合金晶粒尺寸減小。Ti20Nb6Zr0Mo中存在針狀α″相，合金的強度高，有較好的塑性及較低的彈性模量；Ti20Nb6Zr3Mo中存在ω相，合金強度和延伸率較高，但彈性模量最高；當(dāng)Mo含量≥6wt％時，合金顯微組織為單一的β相，隨著Mo含量的增加，合金的強度升高，延伸率下降，彈性模量增大。上述合金經(jīng)500℃×12h時效后顯微組織為α+β相

3、，隨Mo含量增加，析出α相數(shù)量減少，由彌散析出變?yōu)榫植课龀?，逐漸由針狀變?yōu)榍驙睢：辖饡r效處理后，較固溶態(tài)強度、硬度增加，塑性下降，彈性模量升高。
　　 Ti20Nb6Zr6Mo合金冷拔處理后，在23%變形時出現(xiàn)大量孿晶，44%變形后孿晶破碎逐漸消失。隨著變形量的增加，合金橫向組織細(xì)化，晶粒變小直至晶界破裂；合金縱向組織沿拉拔方向伸長逐漸呈現(xiàn)纖維狀。當(dāng)冷拔變形量為23%時，對比未變形合金其強度升高了41%達(dá)到954MPa;當(dāng)變形量