新型β医用钛合金的开发应用

最近开发出了一种新型β医用钛合金．该种合金与传统的医用合金如Ｃｏ－Ｃｒ合金、纯钛、α＋β型合金（ＴＣ４）等相比,具有不含毒性元素、弹性模量低、强度高、耐蚀性高、耐磨性高等优点． 虽然α十β钛合金如Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ ＥＬＩ、Ｔｉ－ ６ＡＩ－７Ｎｂ和 Ｔｉ－5Ａｌ－２．5Ｆｅ具有良好的生物相容性、耐蚀性和机械性能,但是这几种合金却含有对人体有毒性的合金元素,且其弹性模量相对于骨骼偏高．而纯金属的细胞毒性也早已为人们所知．考虑到β钛合金在弹性模量等方面的优点,日本的Ｍｉｔｓｕｏ Ｎｉｉｎｏｍｉ等运用ｄ一电…     

日本开发高性能和低成本的Ti—Fe—O—N系列钛合金

最近几年,国外开发了添加铁的高性能和低成本的α＋β型钛合金,还研究了Ｔｉ－Ａｌ－Ｆｅ三元系统,推出了强度水平达到７００ＭＰａ～１１００ＭＰａ的合金系列,并且预计Ｔｉ－５．５Ａｌ－１Ｆｅ合金能够取代Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金．实际上,由于钒比铁贵得多,因而以铁代钒降低了钛合金的造价．但是,铝含量高,且因其热加工性差,仍使钛合金生产费用居高不下．为此,日本东邦钛公司的Ｍ．Ｈａｎａｋｉ和日本制钢公司钢研究实验室的Ｈ．Ｆｕｊｉｉ及其同事利用铁作为β稳定元素,间隙元素（氧和氮）作为ａ稳定元素而开发了强度水平为…     

Ti-5.5Al-1Fe合金的超塑性特性

Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金因为具有优良的强度和韧性以及耐蚀性和超塑性,用途十分广泛,从航空航天材料直到医学生体材料。但该合金中所含之钒不仅价格昂贵,而且作为生体材料还有一定的毒性,因此,人们广泛研究了可以取代钒的诸多元素。发现Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ是相稳定化元素而且能提高室温强度和改进合金的超塑性,但Ｃｏ和Ｎｉ作为生体材料有一定毒性,而Ｆｅ则是无毒元素,从而开发成功Ｔｉ－５．５Ａｌ－１Ｆｅ合金作为医用生体材料有其广泛的应用前途。作者研究了Ｔｉ－５．５Ａｌ－１Ｆｅ合金的超塑性行为。研究用的Ｔｉ－５．５Ａｌ－…     

用热化学处理改善（α＋β）型钛合金的组织和力学性能

研究了以氢为临时合金元素的热化学处理（ＴＣＰ）对（α＋β）型钛合金的组织、拉伸性能和断裂韧性的影响。结果表明，几种ＴＣＰ工艺对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金的魏氏组织和Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｆｅ合金的锻造组织均有显著的细化作用，明显提高合金的屈服强度。作者提出的新工艺可提高Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｆｅ合金的延伸率。ＴＣＰ降低Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金的断裂韧性（Ｊ＿１ｃ），但明显改善Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｆｅ合金的断裂韧性。     

人体植入物用高相容性钛合金

近年来具有优良耐蚀性和比强度的Ｔｉ－６Ａｌ－４ＶＥＬＩ高纯度合金,作为人体硬组织代用材料的应用越来越多。但是它与骨质的弹性模量相差甚远,且其构成元素还有细胞毒性问题,因此它在人体相容性方面急待改进。日本丰桥科技大学与大同特殊钢公司共同开发了加工性和力学性能优良,而且弹性模量接近于骨骼的高相容性型钛合金--Ｔｉ－２９Ｎｂ－１３Ｔａ－４．６Ｚｒ合金。这一合金可用非自耗电弧炉熔炼。研究结果表明,这一合金的耐磨性和力学性能都接近于Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ　ＥＬＩ合金,而且生体相容性要优越得多。（启明摘自《材料》…     

固溶或时效态的SP-700的组织及其特性

与Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ（Ｔｉ－６－４）相比,ＳＰ－７００（Ｔｉ－４．５Ａｌ－３Ｖ－２Ｍｏ－２Ｆｅ）疲劳强度高,冷、热加工性能好．该合金固溶处理后,应力感应转变趋势增大,屈服强度大大降低,内摩擦值很高．其它一些α＋β、β合金也有类似的性能．ＳＰ－７００合金在５００℃左右时效时,其合金硬度达峰值大约只需１ｈ,与其它可热处理的钛合金相比,时间要短得多,这是由合金的组织和成分决定的．日本学者ＣｈｉａｋｉＯｕｃｈｉ等人研究了固溶或时效态的ＳＰ－７００性能,并用透射电镜（ＴＥＭ）观察了其组织,如α’或α”马氏…     

C离子注入对OT4—0钛合金结构和耐蚀性的影响

钛及钛合金因与生物肌体组织相容性好,在组织体液中耐蚀性优异,密度比铁和钴基合金小得多,因而越来越广泛地用作植入件、外科手术器械等．但钛不耐磨,而传统的表面改性方法虽可使其耐磨性增大,却使疲劳抗力降低．室温下钛表面离于注入Ｎ和Ｃ可使其耐磨性和疲劳抗力同时提高．Ｃ不会破坏钛合金的生物相容性,因而适于用作金属植入件的涂层． 曾有人研究过注入Ｃ离于对ＴｉＣ结构、对钛机械性能的影响,但对耐蚀性影响的报道较少．中国研究人员研究了２５℃下,Ｔｉ一６Ａ１一４Ｖ合金以８０ｋｅＶ能量注入浓度为３ｘ１０１７Ｃ＋·ｃｍ…     

时效温度对Ti—10V—2Fe—3Al合金的组织和断裂韧性的影响

近似β型钛合金－－－Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ与以往应用较多的Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｖ合金相比,强度、韧性、疲劳强度高、锻压性优良,因而被应用于宇宙航空仪器。该合金能通过制造工艺以控制组织从而控制其断裂韧性。本文研究不同时效温度条件下,原β粒子、晶界α相的宽度和基体针状α相的宽度与断裂韧性值的关系,结果表明,这些组织与断裂韧性值相关。     

牙用Ti-6Al-7Nb合金的力学性能和耐腐蚀性能

钛因有较低的密度、良好的耐腐蚀性能和满意的生物相容性而引起人们更加关注它在医学和牙科领域的应用．尽管现代科技进步可以使钛成为牙铸件材料，但它的强度不够．钛要在牙科领域获得广泛应用，仍需通过合金化的办法提高其力学性能．T－6周一4Vqi－10．ZAI－3．6Vat％）合金因有高的强度而广泛用于生物医学领域，但合会化元素钒有较强的细胞毒性，对呼吸器官的分泌液有刺激性，并对造血系统有害，因而须研制出一种新的钛合金，不仅强度高而且生物相容性好．钒和钢同属于Va族金属，有类似的特性，在Ti－V和Ti一比二元合金系中都能有效…     

钛作为生体材料的应用

本世纪２０年代不锈钢作为治疗骨折用的耐蚀材料开始用于医疗界,之后钴铬合金作为牙科用材料得到发展,然而钛材作为生体材料直到６０年代才开始得到认识,此后钛材的应用日益广泛,现已受到广泛重视．作为医用外科植人物材料,美国现有的标准（ＡＳＴＭ）已有数种材料（见下表）,Ｔｉ－６Ａ１－４ＶＥＬＩ合金原系航空材料后来转用作生体材料,近年来已很少采用这一合金,因为Ｖ对人体有一定毒性,所以随后开发了Ｔｉ－６ＡＩ－７Ｎｂ和Ｔｉ－１３Ｎｂ－１３Ｚｒ合金。金属材料作为生体材料在人体环境中使用时的耐蚀性,钛合金要比不锈钢…     

氯化法生产四氯化钛中泥浆的回收处理

用机械合金化工艺制备了Ａｌ－１２Ｔｉ－６Ｎｂ合金，对其物相组成和显微组织进行了ＸＲＤ、电子探针和金相分析与观察，测试了其室温力学性能，并用ＳＥＭ观察了断口形貌，结果表明：ＭＡ Ａｌ－１２Ｔｉ－６Ｎｂ合金中生成了粗细不均的Ａｌ３Ｔｉ金属间化合物粒子，但未形成Ａｌ３Ｎｂ；在较大的Ａｌ３Ｔｉ颗粒和Ｎｂ趋向于平行热压面分布。Ｎｂ的加入使合金较好地发挥了大个Ａｌ３Ｔｉ和盘状Ｎｂ颗粒的协同补强增韧作用，三点弯     

Ti—6246钛合金的车削性能

钛合金比强度高、耐蚀性好而广泛用于航空、石化等工业。但其切削性差,切削时速度通常很低,刀具磨损较快。曾研究过许多钛合金的切削性能,采用烧结态ＷＣ一Ｃｏ刀具切削时切速限定为４５ｍ／ｍｉｎ。高速切削时,易产生温度集中（刀尖处尤其明显）,刀边部形成磨顶槽或发生塑性变形。高速钢和碳化物刀具中也有类似的现象．英国研究人员探讨了Ｔｉ－６Ａｌ２Ｓｎ４Ｚｒ６Ｍｏ（Ｔｉ－６２４６）钛合金的车削性能．这种α＋β型钛合金具有深淬透性、良好的性能可保持至４５０℃．其室温最大拉伸强度为１１７０ＭＰａ,延伸率为１０％,弹性…     

铸造Ti－5Al－2．5Sn ELI合金的热处理

铸造Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ　ＥＬＩ合金的热处理Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ钛合金是一种具有良好可焊性和高温强度的全Ｃ型钛合金，目前几乎全部以锻件的形式投人使用，尤其是转动构件。为了降低成本和获得复杂的外形，人们对于其铸件更感兴趣。例如，采取铸造工艺来生...     

用Al—Ti—Al合金钎料复合板钎焊钛的研究

介绍了用Ａｌ－Ｔｉ－Ａｌ合金金属复合板钎焊工业纯钛的研究结果。这种金属复合板是采用特殊的轧制复合工艺加工而成的。复合板的两个外表面包含一层０．１ｍｍ厚的Ａｌ合金钎料,其中间夹层是０．４ｍｍ厚的工业纯然板。在本实验中用这种复合板替代传统单一的Ａｌ合金钎料薄片来钎焊钛的蜂窝结构,其结果是简化了钎焊工艺,使焊点更加均匀。同时还研究籽焊缝的剪切强度,宏观和显微组织。并比较了用单一Ａｌ合金钎料薄片钎焊和用该     

新型生体用β型钛合金的设计

当今作为人体硬组织替代材料使用的钛合金 ,多用耐蚀性和强度优良的纯钛材和Ｔｉ 6Ａｌ 4ＶＥＬＩ合金 ,但是纯钛有强度不足而后者则有Ｖ的毒性问题 ,因此 ,近年来开发了Ｔｉ 15Ｓｎ 4Ｎｂ 2Ｔａ 0 2Ｐｄ、Ｔｉ 15Ｚｒ 4Ｎｂ 2Ｔａ 0 2Ｐｄ等不含对生体有害元素的合金。作为生体硬组织植入物用钛合金 ,必须考虑到生体材料与皮质骨的负载均匀等 ,且弹性模量要彼此接近。而上述两种合金属于α + β型的合金 ,具有较高的弹性模量 ,所以希望开发弹性模量较低的 β型钛合金。日本丰桥技术大学的研究者们研究了由无细胞毒性、神经毒性和金属过敏…     

飞机结构应用Ti—1023钛合金应注意的问题

Ｔｉ－１０２３（Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ）合金是美国７０年代开发的近β型钛合金．该合金兼有亚稳β钛合金的诸多优点而不丧失α＋β型钛合金的固有特性，具有比强度高、断裂韧性好、淬透截面大、各向异性小、锻造温度低和抗应力腐蚀能力强等优点，并且该合金可通过热处理获得强度、塑性及韧性好的匹配，用作３１６℃以下工作的构件．Ｔｉ－１０２３的强度指标与３０ＣｒＭｎＳｉＡ和４０ＣｒＮｉＭｏＡ相当，密度仅为４．６５ｇ／ｃｍ３。飞机结构３０ＣｒＭｎＳｉＡ和４０ＣｒＮｉＭｏＡ制件较多，如机身与机翼、平尾、垂死对接接…     

钛合金的功能特性

Ｔｉ－－Ａｌ－Ｓｎ－Ｚｒ系钛合金,通过添加Ｍｏ等β相稳定化元素,开发成功高强度α＋β双相耐热钛合金Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－２Ｍｏ和Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－６Ｍｏ（６２４６合金）,已成为喷气发动机的重要材料。６２４６钛合金经过适当的热处理后具有接近于铝合金和人骨的弹性模量,作为人工骨关节用的生体材料是很有发展前途的一种合金。６２４６钛合金从１１７３Ｋ淬火处理后,其内耗要提高一个数量级之大,可显示出比不锈钢还好的减振阻尼特性,可望利用于发动机等高速回转体等方面能有效地控制其所产生的振动和…     

钛合金磨损的粉末对细胞活性的影响

钛和Ｔｉ 6Ａｌ 4Ｖ合金作为人体植入物材料及其他医学方面的应用日益增多 ,这是因为它具有很高强度和耐腐蚀性的缘故。然而合金中所含的Ｖ具有一定的毒性作用并不是理想的医用材料 ,因此 ,近年来开发了许多种不含Ｖ、Ａｌ等不良元素的生体用新型钛合金 ,如Ｔｉ 6Ａｌ 7Ｎｂα +β型人体植入物合金 ,β型Ｔｉ 12Ｍｏ 6Ｚｒ 2Ｆｅ合金、β型Ｔｉ 15Ｍｏ 5Ｚｒ 3Ａｌ合金、α +β型Ｔｉ 6Ａｌ 2Ｎｂ 1Ｔａ合金等不含Ｖ的医用植入物合金。日本国际贸易和工业部的工业科学技术局力学工程研究室的研究人员 ,研究了一些医学作为人体植入物用的钛合…     

碱液处理的钛和钛合金的生体相容性

钛具有优良的耐蚀性和无毒性等许多优点 ,作为人造牙齿等人体植入物材料已获广泛应用。但是自然形成的钛氧化膜并非均匀致密的表面层而且容易发生点腐蚀等问题 ,因此人们一直在积极研究开发在钛和钛合金表面形成能够促进与骨质结合的致密钝态膜的表面处理技术。日本光阳大学等新近研究了当前广为应用的人工植入物材料钛和Ｔｉ 6Ａｌ 4Ｖ合金 ,通过碱液处理和热处理形成表面层的试样 ,从形成类似于人体骨质的表面磷灰石层的生体活性观点来看 ,探讨了表面处理技术的有效性。研究所用的钛和Ｔｉ 6Ａｌ 4Ｖ合金试样 ,经镜面研磨后用丙酮和蒸馏水…     

BT20钛合金的工艺特性及锻造与模锻工艺

ＢＴ２０（Ｔｉ－６．５Ａｌ－２Ｚｒ－１Ｍｏ－１Ｖ）钛合金是前苏联航空材料研究院（ＢＨＡＭ）于１９６４年研制成功的一种通用型合金．该合金可用来生产锻件、模锻件、棒材、厚板、薄板和型材等加工产品，在前苏联已列入　ＯＣＴ和ＯＣＴ等有关标准，进行工业化生产，并在飞机结构和发动机上得到应用． 有关ＢＴ２０合金的工艺特性及锻造与模锻工艺方面，已进行了大量的工作［１－３］．现将其作简要介绍，并将其与纯钛和ＢＴ６等钛合金进行对比，评价其可锻性，以供制订合理的ＢＴ２０合金锻造和模锻工艺参考．１确定合金锻造与模锻热…