退火处理对梯度多孔Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响

利用电子束逐层熔化(Additive manufacture-electron beam melting, AM-EBM)快速成型技术制备了孔隙率分层状梯度分布的Ti-6Al-4V合金,研究了退火处理对梯度多孔材料组织和力学性能的影响。结果表明,该梯度多孔材料孔壁组织为α’片层组织,片层之间有极少量的β相;其有效抗压强度、弹性模量为各均匀组分强度与模量的权重平均值。梯度多孔材料各层界面处容易产生应力不均,使其强度降低。在950_oC退火处理1h后,α相片层明显粗化,孔梁塑性提高,但有效弹性模量和抗压强度略有降低,优化了层状多孔材料的力学性质。     

Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金单晶纳米压痕研究

利用纳米压痕仪研究Ti-24Nb-4Zr-8Sn (Ti2448)合金不同取向单晶体的硬度和弹性模量.结果表明:Ti2448合金单晶表现出各向异性,不同晶面的压入模量和纳米压痕硬度值不同,(001)、(011)和(111)晶面的压入模量分别为68.1、69.1和78.9 GPa,纳米压痕硬度分别为3.5、3.5和3.0 GPa;不同晶面压入模量和纳米压痕硬度的相对大小规律与常规方法测量结果一致,但无法相互换算.     

增材制造孔隙结构生物医用钛合金力学及干摩擦行为有限元分析

生物医用孔隙结构植入体的发展影响着人类的健康。 当植入体与人体骨骼组织间出现体液缺失,即发生干滑动摩擦时,会出现肿胀、发炎等症状。 为了减缓这种痛苦,有必要研究生物医用孔隙结构在干摩擦下的磨损行为。 基于有限元方法建立了增材制造孔隙结构 Ti-6Al-4V 干滑动摩擦计算模型,通过运动规律及模型转化计算所需的运动学和动力学边界条件。 应用三角数学建模创建模型、利用微积分理论及曲线拟合综合推算磨损量,通过仿真得到的位移矢量和、旋转矢量和、摩擦力和摩擦热综合分析 3 种孔隙结构摩擦学性能的优劣,并对磨损量进行试验验证。 结果表明: 3 种孔隙结构位移矢量和与旋转矢量和的排队顺序为三角形孔隙结构﹥无序孔隙结构﹥正方形孔隙结构。 无序孔隙结构具有最优的摩擦学性能,三角形孔隙结构次之,正方形孔隙结构相对最差,孔隙结构越与人体原生骨组织接近其耐磨性能越优。 研究结果将为生物医用植入体孔隙结构的选择提供参考,对实际应用有着重要意义。     

定向凝固条件下Al-2．0%Fe共晶合金中Al3Fe相的生长过程

利用定向凝固技术研究生长速度、合金元素Mn对共晶Al     

定向凝固条件下Al-2.0?共晶合金中Al_3Fe相的生长过程

利用定向凝固技术研究生长速度、合金元素Mn对共晶Al_3Fe相生长过程的影响。研究表明：随着生长速度的增加,共晶Al_3Fe相将发生由退化共晶向片状→针片状→针状的转变。加入合金元素Mn后,共晶Al_3Fe相的形貌由片状、针片状向汉字状、树技状转变。同时,讨论了各种形貌共晶组织的形成机理。     

氧化处理Ti-39Nb-13Ta-4.6Zr合金表面生物活性研究

对氧化处理后的Ti-39Nb-13Ta-4.6Zr合金进行碱处理,其表面具有了生物活性.将处理后的合金在仿生溶液中浸泡后,有类似骨组织的磷酸钙生成.     

Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金疲劳缺口敏感性

研究不同缺口半径和应力比对Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金室温高周疲劳性能的影响.结果表明:缺口的存在明显降低合金的疲劳强度,缺口半径和应力比的变化对合金的组织及缺口敏感性影响不大,仅疲劳强度稍有变化.与其他类型常用钛合金相比较,Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金具有低的室温疲劳缺口敏感性,这主要归因于其良好的室温塑性以及超弹性变形特点.     

氧化温度对β-Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金表面生物活性的影响

采用热氧化的方法在新型高强度、低弹性模量β-Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金表面制备了氧化层,改善其生物活性,进而在模拟体液(SBF)中诱导类骨磷灰石生长.通过对不同温度氧化试样在浸入SBF前后的表面形貌、相组成、组元化合价及接触角的变化分析,探讨了氧化温度对合金表面类骨磷灰石形成的影响.结果表明,550℃及650℃氧化3 h后,合金表面被Ti、Nb、Sn等不同价态的氧化物层完伞覆盖,温度越高,氧化层越厚,其巾金红石TiO:的量也就越多.650 ℃氧化试样表面浸润性较好,生物活性高,在SBF中浸泡5天,可沉积出均匀、完整的类骨磷灰石层.     

多孔医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金的制备和力学性能

将轧制成形与真空烧结相结合制备出大块多孔Ti-24Nb-4Zr-8Sn(%,质量分数,简称Ti2448)材料,研究了冷轧形变量(20%-40%)和烧结温度(1100-1300℃)对其孔隙率、平均孔径、压缩强度及杨氏模量的影响。结果表明,在烧结温度相同的情况下,随着冷轧形变量的增加,多孔Ti2448合金的孔隙率和平均孔径均减小,压缩强度和弹性模量线性增加。烧结温度对多孔材料孔隙率及孔径的影响不大。在孔隙率相同的情况下,多孔Ti2448合金的压缩强度和模量比明显优于纯钛多孔材料。     

微观定向结构Cu-W复合材料的力学与电学性能

采用熔渗法制备了具有微观定向W片层骨架结构Cu-W复合材料,对其力学和电学性能进行了研究,并与商用Cu-W复合材料进行了对比.结果表明,W含量(质量分数)为50％～90％时,具有微观定向结构的Cu-W复合材料的压缩强度在300～1100 MPa之间.压缩强度呈现出明显的各向异性,沿平行于W片层方向的强度高于垂直于W片层方向的强度.与商用Cu-W复合材料相比,具有微观定向结构的Cu-W复合材料在沿片层方向呈现出更高的导电特性和压缩强度,这主要与复合材料中Cu、W两相的微观定向规则排列有关.该复合材料有望用作电触头材料以显著提高其使用效果,延长使用寿命,减轻构件质量并降低能源损耗.