攪拌摩擦加工對生物醫(yī)用鈦合金顯微組織與摩擦磨損性能的影響.pdf

1、Ti-35Nb-3Zr-2Ta（wt％）β鈦合金彈性模量低、生物形容性好、不含生物毒性元素被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域。但是，與其他生物植入材料，如Ti-6Al-4V等相比，其強度及耐磨性還有待提高。因此需要進一步探尋有效方法來改善其表面性能。攪拌摩擦加工技術(shù)作為一種劇烈塑性變形技術(shù)，可以有效細化晶粒，從而獲得高性能的材料表面。
　　本文選用Ti-35Nb-3Zr-2Ta（wt%）β醫(yī)用鈦合金作為實驗材料，純鈦作為對比材料，采用攪拌摩

2、擦加工技術(shù)對其進行表面改性。系統(tǒng)研究了不同加工參數(shù)（旋轉(zhuǎn)速度和加工道次）對 Ti-35Nb-3Zr-2Ta（wt%）β醫(yī)用鈦合金及純鈦微觀組織及摩擦磨損性能的影響。
　　結(jié)果表明：攪拌摩擦加工后，晶粒顯著細化，且當加工參數(shù)為375r/min，三道次時，可獲得納米晶組織。此外，所有參數(shù)下加工的樣品表面都出現(xiàn)了應(yīng)力誘發(fā)α″馬氏體相，且其數(shù)量隨著加工道次的提高而增大，在低道次加工時，觀察到有無熱ω相析出。在較低變形量下，Ti-35Nb-

3、3Zr-2Ta合金的變形機制以位錯、滑移及應(yīng)力誘發(fā)馬氏體為主；當變形量增大時，則以形變孿晶為主，變形量繼續(xù)增大，母相則逐漸穩(wěn)定并細化至納米晶，此時發(fā)生ω相至β相的逆轉(zhuǎn)變以及去孿晶化。
　　顯微硬度測試分布知，攪拌區(qū)顯微硬度顯著高于母材。且當Ti-35Nb-3Zr-2Ta（wt%）合金FSP加工參數(shù)為375r/min，三道次時，獲得攪拌區(qū)最高硬度246.7Hv，相較母材提高了30.3%。
　　Ti-35Nb-3Zr-2Ta合金