【摘要】：新型生物β鈦合金因具有優(yōu)異的生物相容性、耐腐蝕性、超彈性等性能,廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)用領(lǐng)域。然而較高的彈性模量等力學(xué)性能不匹配問題嚴(yán)重制約著β鈦合金臨床應(yīng)用。因此,探索降低β鈦合金彈性模量的方法對(duì)拓展其臨床應(yīng)用空間具有巨大意義。本文以Ti26Nb合金為研究對(duì)象,研究高壓固溶處理過程中冷軋變形合金微觀結(jié)構(gòu)演化規(guī)律,分析β鈦合金高壓再結(jié)晶機(jī)制。并對(duì)高壓固溶處理后的β鈦合金進(jìn)行時(shí)效處理,探索一種基于高壓再結(jié)晶的降低β鈦合金彈性模量有效方法。主要結(jié)論如下:1.研究了高壓固溶處理對(duì)β鈦合金微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),常壓固溶處理后鈦合金由單一的β相組成,而高壓固溶處理鈦合金為α"β相。固溶處理過程中,壓力越高、時(shí)間越短,α"體積分?jǐn)?shù)越高,微觀組織越細(xì)小;彈性模量和顯微硬度越低。2.研究了高壓固溶處理過程中β鈦合金的再結(jié)晶行為。研究表明,高壓固溶處理可顯著阻礙β鈦合金再結(jié)晶進(jìn)度。壓力越高,再結(jié)晶晶粒尺寸越小;再結(jié)晶激活能隨著壓力的升高而升高。其中,再結(jié)晶激活能(Q)與壓力(P)之間的關(guān)系可描述為:(?)3.研究了高壓固溶處理鈦合金的時(shí)效行為。研究表明,5GPa固溶處理得到鈦合金,經(jīng)30min常壓時(shí)效會(huì)析出α相。60min時(shí)效后,α消失,β晶粒破碎,α"體積分?jǐn)?shù)升高,硬度和彈性模量相比上一階段30min時(shí)效,均出現(xiàn)了一定下降。90min時(shí)效后,β晶粒全部破碎,顯微結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大量α"針狀結(jié)構(gòu),硬度和彈性模量相比上一階段60min時(shí)效,再次出現(xiàn)降低。整體而言,彈性模量會(huì)在服役中短期升高,但會(huì)慢慢降低,最后下降至略高于高壓固溶處理組織水平。
【圖文】：

鈦及鈦合金具有無毒性、無致敏及突變、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、高比強(qiáng)度、低密逡逑度、無磁性、生物相容性良好等特點(diǎn)１１２＇１３］，被廣泛應(yīng)用于當(dāng)今生物醫(yī)療合金領(lǐng)逡逑域。按照元素所構(gòu)成的相穩(wěn)定型，鈦合金可分為三大類，，圖１．１為元素組成所決逡逑定的鈦合金穩(wěn)定型相圖，分別為中性型、ａ穩(wěn)定型、ｐ穩(wěn)定型。元素組成決定了逡逑相穩(wěn)定性特點(diǎn)，其中Ｐ穩(wěn)定型又可分為Ｐ共晶穩(wěn)定型和Ｐ共析穩(wěn)定型。組元決逡逑（ａ）個(gè)溫度邐⑦）個(gè)溫度逡逑Ｐｂ？邐逡逑Ｌ邐＾一逡逑ＴＪ邐＞邋Ｊ邐＞逡逑元素體積分?jǐn)?shù)邋１邐元素體枳分?jǐn)?shù)逡逑（ｃ）ｔ邋ｕｍ．邐（ｄ）ｔ逡逑Ｔｉ邐元素體積分?jǐn)?shù)Ｔｉ邐元素體積分?jǐn)?shù)逡逑圖１．１元素組成所決定的鈦合金穩(wěn)定型相圖逡逑（ａ）中性元素型（ｂ）邋ａ型元素穩(wěn)定型（ｃ）ｐ型共晶元素穩(wěn)定型（ｄ）ｐ型共析元素穩(wěn)定型逡逑２逡逑

邐（１－１５）逡逑ｒ逡逑再假設(shè)晶界兩端固定，如圖１．３（ｃ）所示，那么表面能（７）就為定值，晶界開始弓出逡逑時(shí)會(huì)隨ａｂ段彎曲，ｒ減小，自由能（ＡＧ）就會(huì)增大，當(dāng)ｒ取極小值ｆ，自由能（ＡＧ）逡逑１２逡逑
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.23

【參考文獻(xiàn)】

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1 肖恢

本文編號(hào)：2603685