低模量,高强度和人体植入用钛合金

优质的矫形钛合金应具有低弹性模量、低缺口敏感性和良好的生物相容性,同时还要避免存在铝和钒,为此研制出一种新的β钛合金Ti—12Mo—6Zr—2Fe.由于钼和锆较钛高得多的熔点和密度,很难用传统的二次真空电弧熔炼方法熔炼出均匀的Ti—12Mo—6Zr—2Fe铸锭,因此制定了这种新合金的三次熔炼技术,即两次真空电弧熔炼加一次电子束熔炼或两次等离子电弧熔炼加一次真空电弧熔炼.新合金具有优异的     

脊椎固定器用钛合金弹性模量自调整功能的控制原理

<正>脊椎固定器在较狭窄的手术视野中应能够随着脊椎侧弯的程度进行简单的形变,且不应产生大的回弹。然而为了抑制应力屏蔽效应,又要求其具有低的弹性模量。为此,大阪大学H.H.Liu研发了通过具有高弹性模量的变形诱发ω相来控制的自调整型Ti-9Cr-0.2O合金,在变形区可以获得高弹性模量,未变形区仍维持低弹性模量。为改善合金弹性模量的自调整特性,探讨了变形诱发ω相的形成机理。     

β钛合金的加工特性及特殊应用

β钛合金比其它类型的钛合金容易加工.介稳β钛合金可冷轧成带材并能焊接.例如,Ti—10V—2Fe—3AL合金很容易锻造,在加工后,所有的介稳β钛合金都可时效处理,得到很高的强度及强度与断裂韧性的很好的配合.β相的弹性模量比α相低得多,因此,这些合金通过固溶处理和时效处理,改变β相的数最,能够调整“tailor”弹性模量.当今,世界上研制及生产的β钛合金示于下表.β钛合金制备预合金粉末冶金用粉末也     

新型无钒、低成本Ti-4.7Mo-4.5Fe合金的生物医学相容性评估

正目前,超过2/3的生物植入体材料都为金属,在这些生物医用金属材料中,钛合金表现出最好的生物相容性,其中,应用最广泛的生物医用钛合金为Ti-6Al-4V。但是研究表明钒元素是有毒性的,并且毒性超过了铌和铬。另外Ti-6Al-4V合金弹性模量与人骨质弹性模量不匹配会造成应力屏蔽和萎缩症。因此,无钒、低成本、低模量、高生物相容性、高     

几种含铌低弹性模量钛合金组织与性能研究

通过对含Nb钛合金进行成分优选，设计出4种具有较低弹性模量的新型Ti-Nb-X系钛合金，并对4种新型钛合金的组织与性能进行了研究。研究结果表明，4种新成分钛合金的弹性模量均低于80GPa，符合设计要求。4种合金的组织均匀，组织类型为等轴组织。个别晶粒中存在一定的孪晶与合金加工变形过程有关。此类合金在医学外科植入物、眼镜架用材、运动器材等领域有推广价值。     

粉末冶金钛合金制备技术研究进展北大核心

钛及其合金因密度低、强度高、耐蚀性好、生物相容性好等特点被广泛应用于航空航天,汽车舰船,石油化工,生物医疗等领域。本文主要针对钛及其合金的粉末冶金制备技术研究现状进行了介绍,从制粉和成形致密化两个方面介绍了国内外的制备技术,并且指出粉末冶金钛合金未来发展的关键是微细低间隙钛粉的制备,大尺寸坯料的制备和高性能烧结坯的制备。     

新一代的铝锂合金VacLite

新一代的铝锂合金ＶａｃＬｉｔｅ铝－锂合金因其密度低、弹性模量高引起了冶金界与舰空舰天部门的高度重视，采用它们制造舰空舰天器的某些零部件，可显著减轻其重量，取得巨大的经济效益。然而，由于Ａｌ－Ｌｉ合金的塑性、韧性与抗应力腐蚀的能力比优质的改进型的高强度...     

新型医用TiNbZrFe合金的组织和力学性能

为研究开发高强度、低弹性模量、低成本医用JB型钛合金,根据d-电子合金设计理论设计了n-28Nb-13Zr-0．5Fe（质量分数％）、Ti-28Nb-13Zr-2Fe（质量分数％）和Ti-35Nb-13Zr-2Fe（质量分数％）3种β型钛合金．利用光学显微镜、TEM和XRD观察和分析了β相区固溶处理后合金微观组织形貌和物相组成,利用拉伸试验测试了其室温力学性能．结果表明：3种合金固溶处理后,分别获得β＋α＋溶质原子不均匀区、β＋溶质原子不均匀区和稳定、单JB相组织．具有β＋α＋溶质原子不均匀区混合结构的Ti-28Nb-13Zr-0．5Fe（质量分数％）合金具有高强度和低弹性模量的最佳匹配．Nb在合金中具有细化晶粒的作用．     

多功能弹塑性钛合金

日本丰田中央实验室公司开发一种弹性模量低而强度高的弹塑性钛合金，其弹性可使合金在室温下进行99．9％的冷作，经过简单的热处理可将强度提高到2100MPa。该合金称作CuM金属，是一种具有体心立方结构、成分为Ti3(Ta+Nb+V)+(zr，Hf，O)的β钛粉末合金。     

国外动态

更轻更硬的航空铝合金英国铝业技术中心正研制一种新型含锂的铝合金,用以制造更轻更硬的航空材料。比起普通的铝合金,铝—锂合金的密度要低10—15％,而弹性模量要高10—20％,因此它既轻又硬。为满足航空工业的需要,正在研制三类合金。     

新型恒弹性Ti—6Mo—25Nb—3Al合金

各种金属和合金材料的弹性模量随着温度的升高因原子问结合力的逐渐减弱而有所下降,这对于仪器仪表的准确度极为不利.于是,仪表材料工作者着手研制,在一定温度范围内弹性模量不随温度变化或变化很小的合金,常称恒弹性合金,一般频率温度系数βf在10~(-5)10~(-6)/℃级.目前,常用的恒弹性合金是Fe-Ni基合金,如Fe-35.5Ni-14Cr-3Al.由于该合金比重大、弹性模量高.频率温度系数高,往往满足不了航空精密仪表灵敏弹性元件的要求.如能研制出强度高、比重小,弹性模量低,频率温度系数低、无磁、耐蚀的恒弹性钛合金那是十分理想的.然而,至今,在国内外尚未见到这方面的报导.     

新型钛合金人工关节材料的开发与应用

讲述了目前人工关节的市场需求情况及人工关节材料的研究现状,提出开发强度高、塑性好、弹性模量低的β型钛合金成为各国研究的重点,同时开发出了具有自主知识产权的近β型钛合金TLM(Ti-Zr-Sn-Mo-Nb).选择Ti-6Al-4V合金作为对比材料,进行了人工关节的开发和骨植入试验,研究结果表明TLM合金不仅具有优良的冷热加工性能、工艺成型性,而且具有良好的生物相容性,是现有医用钛合金材料的优良替代品.     

合金元素、加工与热处理对医用β型钛合金力学性能的影响及微观分析

研究了不同合金添加元素（Mo,Sn,Zr,Nb）、加工以及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论了保持医用钛合金强度、弹性模量和塑性优良匹配的影响因素和解决办法。研究发现：Ti-Nb-Zr-Mo-Sn合金中增加Zr,Mo,Sn元素含量使合金强化,而增加Mo,Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量;经过固溶处理后强度和弹性模量降低,经时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量增加;热轧态和固溶状态下产生应力诱发马氏体而导致较低的屈强比和允许应变,利于二次加工和实际应用。     

温度对一种高固溶强化β钛合金损伤行为的影响

Ti25V15Cr0.3Si合金含有40%左右的合金元素,是一种高固溶强化的β钛合金。测试了Ti25V15Cr0.3Si合金在室温(25℃)至600℃下的裂纹扩展性能,发现随着温度升高,裂纹扩展速率增大。与Ti6Al4V和β21S合金相比,室温下Ti25V15Cr0.3Si合金的裂纹扩展速率高于Ti6Al4V而低于β21S合金。600℃高温下,Ti25V15Cr0.3Si合金的裂纹扩展速率与β21S在650℃时的水平相当。研究结果表明,合金的屈服强度、弹性模量、断裂韧性、氧化性能和组织结构特征综合影响着Ti25V15Cr0.3Si合金的裂纹扩展损伤行为。从室温到300℃,随温度的升高,Ti25V15Cr0.3Si合金的屈服强度和弹性模量降低同时断裂韧性升高,因此裂纹扩展速率变化不明显;而从500～600℃,温度升高氧化加剧,合金疲劳裂纹扩展速率明显增加。与Ti6Al4V合金相比,室温下,Ti25V15Cr0.3Si合金相对于Ti6Al4V合金具有较低的弹性模量以及等轴的β组织,裂纹扩展速率较高。而与β21S合金相比,Ti25V15Cr0.3Si合金的屈服强度和弹性模量高于β21S合金,因此裂纹扩展速率较低。6...     

国外动态

国外动态废铝除镁与除锂的最新工艺镁是铝合金的一种常用合金元素，全世界生产的原镁约有５０％用于制造铝合金；铝－锂合金具有密度低、弹性模量高、比强度大等特点，是一种新型的航空航天材料以及其他轻型结构材料，已获得日益广泛的应用。但为了提高再生铝的价值与扩大...     

高弹钛合金板材的织构与弹性各向异性

采用Ｘ射线衍射分析技术,探讨了六方晶系合金板材弹性模量的计算方法。经不同退火工艺（８５０～１０５０℃）的合金板材,其织构由〖１１２０〗（１０１０）转向〖１０１０〗（０００１）＋〖１０１３〗（０００１）双重织构,对应的轧向弹性模量由１０７．７ＧＰａ变为１３３．２ＧＰａ,该结果与实测值相吻合。     

加工及热处理对Ti5Zr6Mol5Nb钛合金组织和性能的影响

以新型近β型医用钛合金Ti-5Zr-6Mo-15Nb（TLE）铸锭为实验原料,通过开坯、锻造、轧制、热处理等多道工序制成板材和棒材。分析了不同加工工艺及热处理制度对合金组织与性能的影响。结果表明：TLE合金具有较高的强度、较低的弹性模量、优良的塑韧性与疲劳性能,冷热加工性能好;合金经过适当的固溶与时效处理后可获得良好的综合力学性能匹配,特别适合充当外科植入物材料使用。     

Ti—6Al—4V超塑性能及应用

1前言钛基合全具有超塑性，其中Ti－6A1－4V以其优异的起塑性能而被认为是应用前景最好的结构钛合金，在结构合金起塑成形工艺研究和应用方面已经取得快速的发展和良好的经济效益．与其它钛基会金相比，亚一6周一4V的起塑性最好，应用广泛且成熟．Ti－6周一4V合金比强度高，用蚀性好，热稳定性好，但加工变形抗力高．由于其弹性模量值低，屈强比大，加工回弹严重，成形加工较困难，用常规的冲压、弯曲、锻造加工方法很难加工出航空航天所需要的高强度高精度零件．但利用其超塑性，不需要特殊的预处理就能在一定条件下进行等温模锻或挤压…     

Al-Li合金的研究近况

铝锭冶金学最重大的进步是开发了Al-Li合金,该合金能在密度低于普通铝合金的情况下提供适中的高的强度。同时,Al-Li合金改善了的弹性模量,使其与石墨复合材料不相上下。这些合金用超塑性成形(SPF)有可能制造出成本低的航天构件,美国Superform有限公司与其母公司——英国阿尔康铝公司一     

人工股骨头用新型钛合金

由于人类已进入了高龄化社会,患有关节疾病的人数日益增多,对人工关节的需求也日趋高涨,如把体内埋入医疗用品计算在内,其需求的年增长率已达到7%~8%（指发达国家）[1]。在20世纪60年代Charnley[2]式人工关节开发初期,使用的是不锈钢材料,有1%以上的人工股骨头发生折断。此后,发展到使用比不锈钢机械强度更高且耐蚀性更好的Co-Cr合金和Ti-6Al-4V合金,折断则显著减少,但Co-Cr合金及Ti-6Al-4V合金中所含的Co、Cr、V对人体有毒[3]。且Co-Cr合金或Ti-6Al-4V合金的弹性模量与外层骨的弹性模量存在差异,导致人体质量被移向外层…