滑液温度对Ti6Al7Nb合金的耐磨性能影响研究

利用RTEC摩擦磨损试验机开展Ti6Al7Nb合金的摩擦学试验,重点探讨滑液温度对其耐磨性能的影响。结果表明,滑液温度与Ti6Al7Nb合金的耐磨性能呈明显的正相关关系。随着滑液温度上升,Ti6Al7Nb合金的质量磨损量及平均摩擦系数均逐渐增大,滑液温度在46℃时蛋白质沉淀的析出会影响合金的磨损机理,导致质量磨损量较37℃时增加了一倍;扫描电子显微镜(SEM)分析发现,滑液温度为10、20、37℃时,磨损边缘区域受摩擦热作用影响,磨损机理主要为接触疲劳磨损、磨粒磨损及粘着磨损,磨损中心区未发现明显的粘着磨损特征,滑液温度为46、60℃时,边缘处磨损机理以接触疲劳磨损、磨粒磨损及粘着磨损为主,中心区磨粒磨损特征不明显,以粘着磨损为主。     

生物医用Ti-6Al-7Nb合金高温变形行为研究

为了研究用于外科植入生物材料Ti-6Al-7Nb合金的热变形行为,利用Gleeble 2000热模拟实验机对Ti-6Al-7Nb合金在750～900℃温度范围和0.001～10.000 s-1应变速率范围内进行等温热压缩实验,试验在氩气保护下进行,采用金相显微镜和透射电镜观察热变形后的组织;通过计算变形激活能分析Ti-6Al-7Nb合金在热压缩过程中的变形机制。结果表明:流变应力在经历加工硬化阶段后均表现出流变软化现象,在较低应变速率ε=0.001～0.100 s-1时,材料的软化主要受α相动态再结晶影响;而在较高应变速率ε=1～10 s-1时,材料基本不发生再结晶,其软化是由于钛合金在变形过程中的绝热效应造成的。通过Arrhenius方程计算出合金在750,800,850和900℃下的变形激活能分别为209.25,196.01,194.01和130.40 kJ.mol-1;在750～850℃下的激活能接近于α-Ti的自扩散激活能(200 kJ.mol-1),表明在750～850℃的变形由α-Ti自扩散参与的动态再结晶控制;在900℃下激活能略低于β-Ti的自扩散激活能(160 kJ.mol-1),说明在900℃下的变形机制由β相的动态回复控制。综合考虑变形行为与组织细化因素,温度在750～850℃,变形速率在0.01～0.10 s-1范围为良性热加工区域。     

医用TiNi合金的表面改性研究进展

TiNi形状记忆合金因为具有独特的形状记忆效应或超弹性,在生物医用领域得到应用。但是含有的镍可能造成过敏反应和医用金属的生物惰性受到医学和材料学者的关注。羟基磷灰石因为具有优良的生物相容性而广泛用于涂层材料。表面改性是改善TiNi合金基体的生物相容性的有效途径之一。本文介绍并讨论医用TiNi合金的表面改性方法及形成的特殊功能层与基体表层低镍化、耐蚀性、抗菌性、耐磨性和磷灰石诱导形成能力间的关系。     

生物医用Ti6Al4V合金粉末注射成形工艺研究

钛及钛合金具有高比强度、低弹性模量、优良的耐蚀性和绝佳的生物相容性,但较差的加工性能大大限制了其应用范围。钛及钛合金金属粉末注射成形工艺克服了机加工、模压等传统加工工艺的缺点,结合传统粉末冶金和注塑成型的优势,实现了结构复杂的钛及钛合金产品低成本、大批量近净成形,提高了材料利用率。本文利用水溶性黏结剂和粉末粒度为16 μm和22 μm的商用球形Ti6Al4V合金粉制备了注射料和相应的试样,通过实验确定了气氛热脱黏结合真空烧结的最佳工艺,基于该工艺制备得到了两种注射料的烧结试样。结果表明:粉末粒度为16 μm注射料烧结件杂质含量未能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准;粉末粒度为22 μm注射料烧结件物理化学性能如下,极限拉伸强度880 MPa,屈服强度830 MPa,延伸率13.2%,相对密度96.8%,氧质量分数为0.195%,氮质量分数为0.020%,碳质量分数为0.022%,该试样整体性能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准。     

生物医用Ti6Al4V合金注射成形研究北大核心

利用PEG基粘结剂体系和气雾化球形Ti6Al4V合金粉制备了成分均匀、流变性能及热性能稳定的注射料,并进行烧结。通过工艺参数调控,1 320℃下保温3 h的烧结试样相对密度97.6%,极限抗拉强度900 MPa,屈服强度867 MPa,伸长率为12%,力学性能整体满足ASTM F2885-11标准要求。高真空烧结条件加速了烧结件的致密化过程,而且能够有效降低氧、氮等杂质元素的含量,除氧元素质量分数(0.229%)略高于标准值(<0.200%)外,其他杂质元素含量均满足ASTMF2885-11标准。     

粉末冶金Nb—Ti—Al合金的研制

研究采用粉末冶金法制备铌基耐蚀仪表结构材料(Nb-40Ti-4Al-(0.2～0.3)O合金)。结果表明:采用Nb-Al中间合金粉和Ti粉,经混合、压制成形后,于1700℃真空烧结,保温4h,可制得致密且成分均匀的单相固溶体(氧含量0.2％～0.3％)。该合金易于加工成材,并且具有优良的综合性能,是理想的耐蚀仪表结构材料。使用效果良好。     

外科植入物用钛合金Ti—6Al—7Nb的研究

在工业生产条件下制备了外科植入物用Ti-6Al-7Nb钛合金,并对其化学组成、机械性能和微观组织进行了研究。Ti-6Al-7Nb合金的成分和性能完全达到国际标准ISO5832－11和美国ASTMF1295标准要求,其组织为大量α相＋少量β转相。     

生物医用钛合金表面改性综述

钛合金在医学领域得到广泛的应用,被用于替代和修复硬组织的重要材料。对目前医用钛合金存在的一些主要问题进行了阐述。介绍了表面改性的主要方法,通过表面改性技术对其生物活性、耐磨性和耐蚀性能进一步提高;还介绍了功能梯度的作用以及其制备方法,采用功能梯度材料提高涂层与基体材料之间的结合强度。最后讨论了钛合金表面改性以及功能梯度材料的一些缺陷,然后对其将来的发展方向进行了展望。     

Ti—6Al—4V合金的激光表面变质处理

钛及其合金以其比强度、耐腐蚀和抗疲劳而为人们所称赞不已,其缺点则是抗磨损和抗擦伤能力都较低,从而限制了它们在摩擦零部件中的应用.目前,已有一些技术能够通过改变成分和显微组织来提高钛合金的表面硬度.诸如离于氮化、氮气氮化和盐浴氮化等传统的氮化技术都利用了作为氮扩散的结果而在表面层中形成TiN.TiN层的厚度是氮化温度、氮化时间和氮气压力的函     

Ti3Al—Nb合金的组织结构分析

用透射电子显微术和X射线能谱术分析了Ti_3Al-Nb合金在不同热处理状态下的组织结构。结果表明。添加铌使Ti_3A1基合金的铸态组织中的α_2相晶粒中的有序畴细化。Ti_3Al-11Nb合金从高温缓冷到室温的组织由粗大的α_2相晶粒和晶间的β相晶粒组成。Ti_3Al-10Nb合金从1200℃空冷、油淬和水淬到室温后,组织(主要或全部)分别为α_2相、马氏体相+B2相,B2相组成。油淬样品在750℃时效时沿晶界和晶内析出不同形态的α_2相。α_2相晶粒及其内部的有序畴在时效过程中长大。     

Ti6Al7Nb小规格CLSU棒材组织与性能的研究

使用金相显微镜对于不同形变条件下的轧制棒材纵向和横向显微组织进行观察,并对其结果做了分析。双相组织原始坯料经过940℃轧制与魏氏组织的原始坯料经过940℃轧制组织基本相同,而其与经过970℃轧制组织的a相比例有所不同。并研究了退火温度和时间对于Ti6Al7Nb小规格棒材显微组织和室温力学性能的影响,确定了Ti6Al7Nb小规格棒材较佳热处理制度为（730—750）℃×（60～120）min。     

Ti6Al7Nb小规格轧制棒材组织与性能的研究

使用金相显微镜对于不同形变条件下的轧制棒材纵向和横向显微组织进行观察,并对其结果做了分析。双相组织原始坯料经过940℃轧制与魏氏组织的原始坯料经过940℃轧制组织基本相同,而其与经过970℃轧制组织的α相比例有所不同。并研究了退火温度和时间对于Ti6Al7Nb小规格棒材显微组织和室温力学性能的影响,确定了Ti6Al7Nb小规格棒材较佳热处理制度为(730~750)℃×(60~120)min。     

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.     

NiTi合金表面改性研究进展

近等原子比NiTi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应、超弹性以及良好的耐腐蚀性。NiTi合金制备的多种生物医学植入体已经实现了临床应用。但是,NiTi合金在体液的长期腐蚀下析出的Ni离子,可能对人体造成过敏、发炎和致癌等风险。介绍了近几年来采用氧化、等离子体和涂层方法对NiTi形状记忆合金进行表面改性的研究进展情况,这些表面处理主要是对NiTi合金表面自然形成的氧化层进行改造,形成更加稳定、耐腐蚀性能更高的新表层,以抑制或者隔绝Ni离子的溶出,从而提高合金在长期使用情况下的生物相容性。分别对这几种改性方法的优缺点进行了总结,最后指出了表面改性研究的未来发展方向。     

生物医用TLM钛合金的水热法表面改性

对Ti-25Nb-3Zr-2Sn-3Mo合金(TLM钛合金)进行水热处理,温度为100~200℃。X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜和X射线光电子能谱分析表明,TLM钛合金经140~200℃水热处理后,表面形成了由氧化钛和氧化铌纳米颗粒(尺寸80~100 nm)组成的、含有较多羟基的薄膜。140℃以上水热处理TLM试样的亲水性和表面能升高,表面能以极化分量为主。在无钙Hank’s平衡盐液中的动电位极化实验表明,水热处理TLM试样的耐蚀性高于抛光试样。水热处理有利于改善TLM钛合金的生物相容性。     

粉末冶金Ti6Al4V合金的研究

采用Ti粉、AlV中间合金粉,通过模压和真空烧结制备了Ti6Al4V合金,并通过随后的锻造和热处理来改变其组织和性能.通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)及力学性能检测等分析手段,系统研究了压制压力对Ti6Al4V烧结体密度的影响,以及试样状态(烧结态及烧结淬火态)、锻造温度、淬火温度及时效温度等工艺参数对粉末冶金Ti6Al4V合金组织和性能的影响.结果表明:通过模压和烧结可制备出相对密度达97.4%的Ti6Al4V合金;Ti6Al4V烧结态及烧结淬火态合金经过锻造后,相对密度接近100%;通过不同热处理工艺得到不同组织和性能,能获得等轴组织,其α晶粒尺寸在5μm左右.     

Ti-6A14V合金表面改性技术

Ti-6Al4V合金作为一种重要的钛合金,其使用量占到了钛合金总使用量的75％～85％,但其耐磨性差、阻燃性差、疏水疏冰性能差、生物相容性不理想等性能缺陷在一定程度上限制了其在某些领域中的应用。首先对Ti-6Al4V合金在各个领域应用时,其性能缺陷的表现形式及危害进行了概述,然后介绍了目前改善Ti-6Al4V合金性能缺陷所普遍采用的以及具有创新性的表面改性技术,评述了部分表面改性技术的优缺点,最后提出了需对Ti-6Al4V合金表面改性技术进一步研究的方向。     

Ti-6Al-4V合金表面改性技术

Ti-6Al-4V合金作为一种重要的钛合金,其使用量占到了钛合金总使用量的75%～85%,但其耐磨性差、阻燃性差、疏水疏冰性能差、生物相容性不理想等性能缺陷在一定程度上限制了其在某些领域中的应用。首先对Ti-6Al-4V合金在各个领域应用时,其性能缺陷的表现形式及危害进行了概述,然后介绍了目前改善Ti-6Al-4V合金性能缺陷所普遍采用的以及具有创新性的表面改性技术,评述了部分表面改性技术的优缺点,最后提出了需对Ti-6Al-4V合金表面改性技术进一步研究的方向。     

Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用

探讨Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用，认为Nb参与了γ-相形成，增加γ-相数量，生成Ni3（Al、Ti、Nb）提高γ-相的固溶温度，从而实现第二相强化。同时，Nb促使碳化物相处于均匀弥散分布状态使合金组织均匀化并显著提高室温、700℃拉伸和持久强度，改善塑性。当Nb含量超过1．38％时γ-相析出达到平衡，μ-相结构发生变化，且数量增加，晶界小颗粒状、块状、链状、μ相析出脆化了晶界，降低合金塑性。     

硅化物涂层对Nb?Ti?Al合金力学性能的影响

采用真空电弧炉熔炼法制备低密度Nb?Ti?Al合金铸锭,利用料浆烧结法在铸锭表面涂覆Si?Cr?Ti复合硅化物涂层,使用万能电子拉伸试验机对合金试样和涂层试样进行力学性能测试,研究硅化物涂层对试样力学性能的影响。结果表明,与合金试样相比,涂覆涂层后的低密度铌合金室温力学性能（抗拉强度、屈服强度及延伸率）显著下降。为进一步研究涂覆涂层合金力学性能下降的原因,采用扫描电子显微镜和能谱仪对合金试样和涂层试样进行显微组织观察、涂层/基体界面成分分析及C含量（质量分数）测定。结果表明,涂层试样力学性能下降的主要原因包括涂覆涂层后合金晶粒显著长大,合金中强化元素Al的向外扩散,脆性相Nb₃Al的形成以及Si?Cr?Ti涂层对合金产生的“渗沉效应”。