烧结温度对SPS制备Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究了烧结温度对合金相对密度、显微组织及力学性能的影响。结果表明:在1000~1200℃烧结温度范围内合金具有较高的相对密度和抗压强度,合金主要由β-Ti相和Ti-Nb固溶体组成的混合基体及少量α-Ti相组成;随着烧结温度的升高,合金相对密度和抗压强度呈增大趋势,合金中α-Ti相向β-Ti相逐渐转变,同时合金中Ti-Nb固溶体含量越来越少,且尺寸减小;合金压缩弹性模量在58~61 GPa之间,受烧结温度变化影响较小。     

EFFECT OF COLD ROLLING AND ANNEALING ON THE TEXTURE OF Ti-18Nb-4Sn ALLOY

本文以亚稳型β钛合金Ti-18Nb-4Sn(原子分数, %)为对象, 研究了75%热轧后再进行75%和97%冷轧,以及在800 ℃不同时间退火对其织构的影响。结果表明, 经过不同程度冷变形后, 试样出现了{112}<110>, {223}<110>,{111}<110>和{111}<112>型轧制织构. 随变形量增加, 轧制织构强度均有所增强,其中以{223}<110>型织构强度增加的幅度最大. 800 ℃退火对75%冷轧试样的织构类型和强度影响不显著, 而对97%冷轧试样的织构产生强烈影响, 形成了单一的高强度的{111}<112>再结晶织构. 该织构在退火5 min后就达到稳定, 延长退火时间到1 h对其强度变化无明显影响. 分析表明, 热轧决定了随后冷轧和退火过程中织构类型的变化, 而大变形量的冷轧以及随后的退火促进了高强度{111}<112>再结晶织构的形成.     

新型医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金在Hanks溶液中的电化学腐蚀行为研究

采用极化曲线分析、电化学阻抗谱（EIS）测试和浸泡实验的方法,并结合XPS,XRD和SEM等分析手段对新型医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金在37℃的Hanks人工模拟体液中的电化学腐蚀行为进行了研究,并与纯Ti和Ti-6Al-4V合金进行了比较.结果表明:在37℃的Hanks溶液中,Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金的腐蚀电流密度与纯Ti相等,并且钝化性能优于纯Ti和Ti-6Al-4V,这与其钝化膜中存在大量的Nb₂O₅密切相关;EIS结果显示,Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金表面形成内层致密而外层疏松的双层钝化膜结构,致密层特性对材料的耐蚀性能起到决定性作用;随着浸泡时间的延长,致密内层的电阻大幅度提高,Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金的耐蚀性能增强,同时疏松外层中的微缺陷发展成为宏观裂纹,造成疏松外层整体脱落.     

固溶温度对SPS烧结Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究了固溶温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金在相变点下(750 ℃)固溶后,显微组织主要由β相、初生α相和次生α相组成,当固溶温度升至相变点附近(775 ℃)时,β晶粒尺寸显著增大,晶界初生α相厚度和数量均明显减小,β晶粒上弥散分布着大量细针状与颗粒状的次生α相;随着固溶温度的进一步升高,晶界α相厚度和数量减小并逐渐连续呈网状,β晶粒内部次生α相不均匀析出且数量逐渐减少;与烧结态相比,合金强度和弹性模量随固溶温度的提高呈先升高后降低趋势,而塑韧性逐渐提高。     

退火温度对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金组织及力学性能的影响

研究了退火温度对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着退火温度升高,初生α相含量降低,2°～15°小角度晶界逐渐减少;退火温度较高时,退火过程中发生了α相→β相→α相的相变,<0001>//横向织构消失。随着退火温度升高,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金屈服强度逐渐降低,抗拉强度、延伸率先升高后降低。退火温度升高后,片层组织比例升高,裂纹扩展功占冲击吸收功的比例增大,材料韧性提升。     

Ti-15Zr-4Nb-4Ta合金的牙铸件性能

纯钛及钛合金因其优异的耐蚀性、生物相容性用于生物材料。目前广泛应用于牙科的材料为Ti -6Al -4V合金。日本先进工业科技研究院研制出一种比Ti -6Al -4V合金具有更好的生物相容性的新型 (α +β)钛合金 ,即Ti-15Zr -4Nb -4Ta合金。合金试样　用真空电弧炉熔炼的商业纯钛 (TA2 )、Ti-6Al-4V合金、Ti -15Zr -4Nb -4Ta合金 ,合金成分符合日本工业标准 (JIST740 1) ,铸锭经 β锻造及 (α -β)锻造后 ,得到直径为 45mm的棒材 ,将棒材表面的氧化皮除去 ,切下若干42mm×13mm的棒材做为试样备用。牙铸件　使用吸压型铸造机及T型熔模机…     

高耐蚀Ti-15Zr-4Nb-4Ta合金的植入应用

1995年以来 ,随着老龄化人口的增多 ,人工关节、人工骨板、斯坦特固定模、人工骨等植入件的需求日益增大。植入件既需要生物安全性也要求机械相容性 ,还要求无细胞毒性、无遗传毒性或致癌物质 ,长期使用时合金的机械性能和耐蚀性不会降低。纯钛和Ti-6Al -4V的机械强度和耐蚀性均优于不锈钢和Co -Cr -Mo合金 ,因而在医学上的应用越来越广泛 ,近年日本植入件用钛量逐步增大 ,2 0 0 0年消耗量约 4t ,但多数是从美国或欧洲进口的。有报道称 ,金属离子可从钛植入件释放至人体和动物体内。有研究者综述了从植入件释放的金属离子的毒性。V是人体…     

热处理对Nb-35Ti-4C合金微观组织和力学行为的影响

采用XRD、SEM和XRD对Nb-35Ti-4C合金热处理前后的相组成、界面结构、组织演变及力学行为进行研究。结果表明:热处理前后合金均由Nbss和(Nb,Ti)C构成。热处理过程中Nbss内部析出长条状的二次(Nb,Ti)C;(Nb,Ti)C内则析出长条状的二次Nbss。二次Nbss依附于fcc(Nb,Ti)C的密排面(111)面形核,与母相(Nb,Ti)C满足(N-W)位相关系:[011]_((Nb,Ti)C)//[001]_(Nbss), (111)_((Nb,Ti)C)//(110)_(Nbss)。碳化物与Nbss具有洁净良好的界面结合。热处理后单相(Nb,Ti)C变为(Nb,Ti)C+二次Nbss的共析组织。纳米压痕测试表明共析组织转变降低了碳化物的脆性,提高了合金的韧性。     

热处理对Ti-18Nb-10Zr合金微观组织和超弹性的影响

研究了固溶、固溶时效、短时退火对Ti-18Nb-10Zr(at%)合金微观组织和超弹性的影响。采用室温拉伸测试了合金超弹性;借助X射线衍射（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）对微观组织、相变行为进行了观察与分析。结果表明,冷轧态Ti-18Nb-10Zr合金,800 ℃固溶后,发生了完全再结晶,由β相和细小的无热ω相组成,回复应变约为2.65%;再在350 ℃时效后,由于等温ω相尺寸和体积分数显著增加,急剧降低了合金Ms,应力-应变曲线未呈现超弹性;650 ℃短时退火后,合金基本完成再结晶,由单一的β相组成,平均晶粒尺寸约为10 μm,晶粒细化改善了合金超弹性,回复应变约为2.86%。     

锻造与轧制对Ti-43Al-9V-0．3Y合金显微组织和力学性能的影响

铸态Ti-43Al-9V-0.3Y合金由γ相及少量α2,B2和YAl2相组成,为细小的近层片组织,晶粒(层片团)尺寸约为80 μm,层片体积分数约为85%;锻态合金由大量细小的动态再结晶等轴γ晶粒组成,组织细化显著,γ再结晶晶粒尺寸约为1-5 μm;轧态合金为细小近,γ组织,γ品粒尺寸约为20 μm,尺寸细小的B2相呈网络状分布在γ晶粒周围.铸态合金在室温下的拉伸断裂强度约为510.6 MPa,延伸率约为0.5%;在700℃下的拉伸断裂强度约为425.8 MPa,延伸率约为5.7%.锻造和轧制后的Ti-43Al-9V-0.3Y合金的力学性能均得到了明显改善.     

退火制度对TC16钛合金组织和性能的影响

研究了TC16(Ti-2.5Al-5Mo-5V)钛合金的退火温度、保温时间和冷速对合金组织和性能的影响.结果表明,退火处理可使纤维组织变为等轴晶组织,延长保温时间使强度下降,减慢冷速使强度下降,塑性升高.     

Effects of Thermal Exposure on the Tensile and Fatigue Properties of Cast Ti—47Al—2Cr—2Nb--0.15B Alloy

测量了铸造Ti—47Al—2Cr—2Nb-0．15B(原子分数，％)合金的高温疲劳强度以及650℃／100h和800℃／100h热暴露后的拉伸性能和疲劳强度，采用X射线衍射和扫描电镜等方法分析了经热暴露后合金基体组织的变化和表面层的结构．随暴露温度的提高，合金的室温塑性和疲劳强度降低，650℃附近有一转折点，大于650℃时上述性能加速下降；合金高温疲劳性能具有相似的变化规律．显微分析表明，在热暴露或高温疲劳实验时，表面形成的脆性层是导致合金性能降低的直接原因；而随温度的提高，表面层由渗氧层转变为氧化层是导致合金性能随温度变化出现转折的原因．     

冷变形及退火参数对TA16钛合金管材组织性能的影响

通过对冷加工管材的变形程度、Q值、退火温度等变形和热处理参数的实验研究,探讨TA16钛合金管材的加工变形特点和组织性能的变化规律.结果表明,该钛合金具有较强的冷变形能力,较宽的退火温度区域,可通过细化晶粒及增大Q值来提高管材的强度和塑性.     

轧制变形对690合金特殊晶界比例及耐晶间腐蚀性能的影响

不同轧制变形量的镍基690合金试样在1120℃×5 min的固溶处理和720℃×10 h的脱敏处理后,进行了晶粒度、特殊晶界比例及晶间腐蚀性能研究。结果表明,晶粒度随着轧制变形量的增加而升高,晶粒尺寸减小;特殊晶界比例在5%变形量试样达到最高,为67.7%,并随着轧制变形量的增加而减小,67%冷轧时特殊晶界比例降低到25.4%;ASTM G28-A法晶间腐蚀减重5%变形量的试样达到最低。     

Ti-22Al-20Nb-7Ta合金的显微组织和力学性能研究

研究了Ti-22Al-20Nb-7Ta合金的显微组织和力学性能,为优化合金的塑性(特别是室温塑性)和强度,采用了多种热机械处理(TMP)工艺.结果表明,合金显微组织与热机械处理工艺密切相关.通过热机械处理可有效地控制合金中α2,O和B2相的形貌,分布状况及相对含量进而获得了具有高的室温及高温屈服强度和优良塑性的O相合金.在(α2+B2+O)和(O+B2)相区热变形及在(O+B2)相区的固溶和时效处理获得的三相复合显微组织具有最佳的力学性能.Ti-22Al-20Nb-7Ta合金的室温屈服强度σ0.2达1200 MPa,延伸率达9.8%,650℃下σ0.2亦达970 MPa,延伸率达14%.     

热力参数对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能的影响

研究了富β相的α+β钛合金Ti-17,毛坯的原始状态(如组织形态、晶粒大小、均匀性)、热加工工艺路线、热处理制度及工艺参数对等温模锻件最终显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-17合金等温锻造之前的自由锻预制毛坯对锻件的显微组织、力学性能有明显影响,直接采用晶粒较大的原始棒材在β相区等温锻造,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,各项力学性能均较差;经自由锻预制坯的等温锻件显微组织细小而均匀,在两相区锻造时,获得细小均匀的等轴α组织;在β相区锻造时,获得细小均匀的网篮状α组织,各项力学性能满足要求.     

异步轧制对3004铝合金变形织构及制耳率的影响

以３００４铝合金为实验材料，研究了异步轧制对该合金的变形织构以及相应的制耳率的影响。实验表明：异步轧制和同步轧制板的主要变形织构是相同的，均为纯铜型织构｛１１２｝＜１１１＞＋｛２１３｝＜３６４＞＋｛１１０｝＜１１２＞，但异步轧制产生的变形织构较同步轧制的强度高，且随异步轧制速比的提高而增强。同时，异步轧制的板材中还出现｛００１｝＜１１０＞织构。另外，在相同压下率的情况下，异步轧制板材的深冲制耳率均大于同步轧制的制耳率