钛及钛合金剧烈塑性变形研究进展

剧烈塑性变形（SPD）是制备超细晶材料的重要技术手段。基于国内外在钛及钛合金剧烈塑性变形领域所取得的成果，介绍了等通道转角挤压、搅拌摩擦加工、高压扭转、累积叠轧和多向锻造5种典型的剧烈塑性变形技术的基本原理和研究进展，探讨分析了剧烈塑性变形对钛及钛合金组织演变和力学性能的影响。指出了目前钛及钛合金剧烈塑性变形技术所存在的问题，并对今后的发展进行了展望。     

超细晶钛及钛合金的腐蚀性能研究进展

通过剧烈塑性变形(SPD)技术制备的超细晶钛及钛合金,不仅具有优异的力学性能,其腐蚀性能也与普通粗晶材料明显不同。概述了通过SPD制备的超细晶钛及钛合金的组织特点,从实现超细化前后耐蚀性能的变化方面,介绍了国内外关于超细晶钛及钛合金腐蚀性能的最新研究进展。从位错密度、织构及晶粒尺寸分布等方面,归纳总结了不同因素对超细晶钛及钛合金腐蚀性能的影响。此外,还探讨了未来超细晶钛及钛合金腐蚀行为的研究方向,以期为研制兼具高强度和优良耐蚀性的新型材料提供借鉴。     

ECAP制备超细晶生物医用钛及钛合金的研究进展

钛及钛合金由于质轻、弹性模量低、生物相容性佳和骨整合性优异,已成为应用最广泛的生物医学金属材料之一。然而,较低的塑性、耐腐蚀性能和耐磨损性能限制了其发展和应用。剧烈塑性变形被认为是对金属材料最有效的晶粒细化方法之一,其中,等通道转角挤压（ECAP）是制备块状超细晶（UFG）/纳米晶金属材料的常用技术。通过ECAP变形,可以制备具有优异综合性能的UFG钛及钛合金。本文综述了生物医用UFG钛及钛合金的ECAP制备方式,着重讨论了ECAP变形对钛及钛合金的组织、力学性能、耐腐蚀性能和耐磨损性能的影响,分析了钛及钛合金的ECAP变形机制和晶粒细化机制,提出了通过ECAP变形结合传统塑性加工和变形后热处理来进一步优化钛及钛合金综合性能的想法。     

剧烈塑性变形制备微纳米材料的变形细化机理

对剧烈塑性变形法(SPD)制备微纳米材料变形细化机理进行了总结归纳,着重介绍了位错变形和热机械变形两种机制,详细论述了材料在剧烈塑性变形加工过程中的组织转变特点,同时给出了SPD变形细化机制等研究方向的个人见解。     

SPD技术对锆及锆合金力学行为影响研究现状

综述了锆及锆合金剧烈塑性变形(SPD)后性能变化的研究进展,系统阐述了锆及锆合金经剧烈塑性变形后显微硬度、拉伸/压缩性能、高低周疲劳性能,重点介绍了SPD技术在纯锆、Zr-Nb系合金中的应用。经过剧烈塑性变形后,锆及锆合金的抗拉强度及屈服强度均显著提升,但依据剧烈塑性成形轨迹、合金成分、第二相分布、热处理制度不同,其提升程度存在一定的差别。位错滑移是锆及锆合金高周疲劳的主要损伤机制,位错运动(包括位错滑移及位错攀移)是锆及锆合金低周疲劳的主要损伤机制。文章最后指出现阶段锆及锆合金SPD技术的发展趋势及应用前景。     

喷丸工艺对TC4钛合金梯度纳米晶结构的作用规律

目的通过改变喷丸的压力或时间,在钛合金表面制备出剧烈塑性变形(SPD)层较厚、硬度较高的梯度纳米晶结构。方法改变喷丸压力(0.3~0.6 MPa)或喷丸时间(15~60 min),调控TC4钛合金表面梯度纳米晶结构的变形层厚度和纳米晶晶粒尺寸。利用金相显微镜观察塑性变形层截面的组织形貌,通过X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)确定喷丸表面纳米晶的晶粒尺寸,通过显微硬度计对塑性变形层的截面硬度进行研究。结果一定喷丸压力(0.6MPa)下,SPD层和总变形层厚度分别在喷丸25、30 min时达到饱和值78μm和143μm。一定喷丸时间(25 min)下,SPD层和总变形层的厚度随喷丸压力的增加而增厚,在0.4 MPa时达到饱和,分别为78μm和120μm。当SPD层厚度进入饱和阶段后,表层晶粒大小和硬度强化程度都趋于稳定;在0.6 MPa下,当表面α相细化至稳定阶段时,晶粒尺寸为30~90 nm,表面硬度提高约30%。结论喷丸SPD层及总变形层的厚度随喷丸时间的延长或喷丸压力的增大而增厚,当SPD层厚度趋于饱和后,表面晶粒尺寸和硬度强化程度都已饱和。     

剧烈塑性变形工艺加工超细晶镁合金的强化机理

剧烈塑性变形(SPD)工艺能够有效地细化晶粒得到超细晶晶粒,满足镁合金作为结构件的优异力学性能要求。以往的研究大多针对于剧烈塑性变形工艺内容和加工后的力学性能进行综述,缺少强化机理的讨论。因此,本文主要讨论剧烈塑性变形工艺加工镁合金后力学性能提高的强化机理,主要包括:位错强化、细晶强化、固溶强化和析出强化,简述了超细晶镁合金的组织演变过程,并提出了剧烈塑性变形加工超细晶镁合金需要解决的问题。     

生物医用植入钛及钛合金的力学性能研究及进展

生物医用植入纯钛具有低密度、优越的耐蚀性、无致敏性和良好的生物相容性，而医用植入钛合金还具有高比强度、较低的弹性模量及易加工等优良特点。所以生物医用植入钛及钛合金已成为外科植入件优选的替代材料。本文重点介绍了人体硬组织修复与替换材料新型钛合金的生物相容性、力学性能、合金添加元素对力学性能的影响和最新研究进展，并指出了未来研究的发展方向。     

外科植入物用新型医用钛合金材料设计、开发与应用现状及进展

介绍了生物医用钛合金材料的定义、分类与基本特性,综述了国内外生物医用钛合金材料的发展历程,针对改善和提高医用钛合金材料的生物相容性和力学相容性问题,重点分析和讨论了医用钛合金在合金设计、显微组织和相变控制以及表面状态优化等方面存在的不足和未来研究方向,最后介绍了新型介稳定β型钛合金在设计、开发与应用方面的最新进展。     

生物医用钛合金的研究进展

钛合金具有较低的弹性模量、优异的耐腐蚀性能和生物相容性,是理想的生物医用材料.综述了医用钛合金的发展过程及新型医用β钛合金的研究现状,以及开发的新合金系列.目前开发的医用钛合金中,Ti-35Nb-7Zr-5Ta和Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr合金的弹性模量为55 GPa,与致密骨的弹性模量很接近,与人体骨有较好的...     

医用钛合金在体内的抗蚀性能及其影响因素

医用钛合金的弹性模量与人体组织接近,且具有良好的生物相容性和抗蚀能力,在义齿、血管支架、人工机械心脏瓣环中应用广泛。本文综述了医用钛合金在体内的抗蚀性能及影响因素,总结了提高医用钛合金抗蚀性的方法,展望了对钛合金植入物的表面改性要求。     

生物医用钛合金及生物涂层制备技术研究进展

介绍了医用钛合金及生物涂层制备技术的研究状况和最新进展,指出了生物医用钛合金和生物涂层制备技术研究中存在的问题和发展方向。     

外科植入物用新型TAMZ合金的生物学性能（Ⅰ）

新型医用钛合金是当前生物医用材料的一个重要领域 ,西北有色金属研究院同第四军医大学合作 ,依据我国临床上使用的金属材料现状和医用钛合金存在的问题 ,以外科植入物为目标 ,设计并研制出了具有我国知识产权的新型医用钛合金 TAMZ(Ti- 2 .5Al- 2 .5 Mo- 2 .5 Zr) ,与目前通用的医用 Ti-6 Al- 4V合金相比 ,新合金在生物相容性、综合力学性能、工艺成型性等方面具有显著的优越性 ,是比较理想的生物医用钛合金。TAMZ合金主要用于人体内硬组织的修复和替换 ,该合金已于 2 0 0 0年 7月通过陕西省组织的技术鉴定 ,同时获得国家发明专利授…     

激光成形制备生物医用钛合金材料研究进展

激光成形制造技术是在快速原型技术的基础上结合激光加工技术发展起来的一项高新制造技术.它能够通过不同的加工方式调整结构及功能零件的性能,满足复杂致密或者多孔钛合金生物医用材料的成形需求,实现医用钛合金零件的个性化设计和制备,因此在医用钛合金人工肢体和植入体领域方面具有巨大的应用潜力.目前在制备生物医用钛合金材料领域研究较多的激光成形制造技术主要有激光立体成形和选择性激光烧结/熔化.本文综述了这两种激光成形制造在生物医用钛及钛合金制备方面的应用情况和研究现状,并指出了该领域未来的发展趋势.     

医用钛合金及其表面活化的研究现状

医用Ti合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性,在医学临床上获得广泛应用,但是其耐磨性能和生物活性等方面仍不够理想,耐腐蚀性能也有待于进一步提高.开发具有更佳综合性能的医用钛合金,或对现有成熟医用钛合金进行表面改性是解决上述问题的有效途径.本文综述了医用钛合金的发展及其存在的问题和表面活化研究进展,并对医用Ti合金的表面活化的前景进行了展望.     

关于生物医用钛合金微弧氧化的研究进展

综述了近年来影响生物医用钛合金微弧氧化膜层的部分因素,展望了微弧氧化技术在生物医用钛合金领域的发展。     

大塑性变形材料及变形机制研究进展

大塑性变形技术（SPD）具有将铸态粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力。综述了SPD技术的分类、优势及其存在问题;介绍了材料在SPD加工过程中的组织转变特点,指出如果超塑性成形能够在镁合金等中得到成功的应用,则可大大拓宽其实际应用领域;描述了SPD细化铝、镁、钛等合金后的微观组织、塑性变形机制与力学性能,最后对大塑性变形技术的应用前景进行了展望。     

45钢块体超细晶棒材3D-SPD轧制法

提出了一种基于斜轧原理的块体超细晶棒材剧烈塑性变形(SPD)成形法,称为3D-SPD法:利用特殊曲面锥形轧辊及导板,坯料从轧辊直径最大端咬入,采用超大送进角及径缩率等变形参数,构建了剧烈扭转压缩复合变形区,单位成形载荷为兆帕级,可实现块体等效应变大于6.5的SPD.建立了基于Oyane损伤准则的裂纹萌生控制模型,通过对...     

医用钛合金腐蚀、力学相容性和生物相容性研究现状

医用钛合金日益受到重视,被应用于牙齿、骨骼等领域.但对医用钛合金总体性能的评价以及生物相容性概念的定义等问题目前观点不一,研究方向也各不相同,且多数研究仅仅涉及腐蚀、力学相容性和生物相容性等某一方面,缺乏综合考虑.本文从腐蚀、力学相容性和生物相容性3个方面总结了医用钛合金的研究现状,并指出了研究过程存在的问题和以后的发展方向.     

钛合金表面织构化与构建生物活性涂层的研究进展

医用钛合金作为临时基质的植入材料对周围新组织的生长具有特殊的诱导作用。针对椎弓根螺钉固定系统对钛合金基材表面机械性能和生物活性的共同需求,表面织构与生物活性涂层对钛合金表面的改性展示出独特的优越性。文中详细介绍了钛合金表面织构化对其摩擦学性能和生物相容性的影响,以及构建生物活性涂层的种类;总结了钛合金表面织构的作用机理,生物活性涂层的改善机制,阐述了表面织构化与构建生物活性涂层各自的局限性,并指出钛合金作为生物医用材料仍需要解决的问题及未来的研究趋势。