生物醫(yī)用β型Ti-12Mo-5x(Zr-Sn)合金組織性能及變形行為研究.pdf

1、β型醫(yī)用鈦合金具有較高的比強度、低密度、較好的抗腐蝕能力和生物相容性，特別是彈性模量低和不含有毒元素因此受到人們的廣泛關注，是較為理想的生物醫(yī)用材料。本文采用水冷銅坩堝真空感應熔煉爐制備了Ti-12Mo-5Zr（wt.％）合金和Ti-12Mo-5Sn（wt.%）合金，對兩種合金鑄態(tài)顯微組織和力學性能進行了研究；研究了變形參數(shù)對兩種合金流變應力和顯微組織的影響，分析了兩種合金的高溫變形機理；根據(jù)高溫熱壓縮實驗結果進行了兩種合金板材軋制，并

2、對兩種合金板材組織性能及變形行為進行了研究。
　　研究結果表明，兩種合金的鑄態(tài)顯微組織都是由針狀 α 相和β相組成，Ti-12Mo-5Zr合金的硬度高于Ti-12Mo-5Sn；壓縮實驗中，Ti-12Mo-5Zr合金的斷裂強度和應變值(1632.9MPa 和 29.9%)大于Ti-12Mo-5Sn(1500.2MPa 和28.8%)；Ti-12Mo-5Zr合金斷裂韌性值(56.39 MPa?1/2)大于Ti-12Mo-5Sn（52.

3、8MPa?1/2）；Ti-12Mo-5Zr合金的抗彎強度和抗彎位移均大于Ti-12Mo-5Sn合金。說明Zr元素對合金強度和塑性的影響強于Sn元素。
　　高溫壓縮熱模擬實驗發(fā)現(xiàn)，隨著變形溫度的升高、變形速率的降低，兩種合金的流變應力也隨之降低，當變形溫度高于900℃時，流變應力變化減??；當變形速率為0.1s-1時，真應力-真應變曲線會出現(xiàn)“不連續(xù)屈服”現(xiàn)象，這與變形過程中的位錯運動有關；隨著變形溫度升高、變形速率降低，合金中的再結

4、晶現(xiàn)象也越來越顯著，研究表明兩種合金中的動態(tài)再結晶機制為“不連續(xù)動態(tài)再結晶”機制；
　　對900℃軋制板材的研究結果表明，變形量為70%的板材中存在織構，Ti-12Mo-5Zr合金由α和β兩相組成，而Ti-12Mo-5Sn合金只含有β相；900℃/1h+淬火處理后，兩種合金均由單一的β相組成。兩種合金的拉伸實驗結果表明，Ti-12Mo-5Zr合金軋向和橫向的強度和延伸率分別高于Ti-12Mo-5Sn合金，在Ti-12Mo-5Sn合