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    188宝金博页面版: Ti—13Nb—13Zr合金力学性能和显微组织的研究

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    内容提示： 第 28 卷V o1． 28 № ． 1 第 1期 稀有金属 C H INESE J OUR NAL OF R A R E MET ALS 2004 年 2 月 February 2004 Ti． 13Nb． 13Zr 合金力学性能和显微组织的研究 付艳艳 ( 1． 东北大学材料与冶金学院， 辽宁 沈阳 110004； 2．西北有色金属研究院生物中心，陕西 西安 710016) ， 周 廉 ， 于振涛 ， 王克光 摘要： 研究了Ti一 13Nb一 13Zr 合金在 B相 区和(a +p)两相区固溶和时效处理后其合金力学性能及组织变化规律 。 分析发现在 p 相区固溶的合 金 ， 水冷时生成针状马氏体 a ， 空冷时生成亚稳定 p相和少量 ， 在(a +p)两相区固溶生成 p 转和 卸。 在 p相区和(a +p)两相区固...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：38 | 上传日期：2013-12-31 16:04:32 | 文档星级：
    第 28 卷V o1． 28 № ． 1 第 1期 稀有金属 C H INESE J OUR NAL OF R A R E MET ALS 2004 年 2 月 February 2004 Ti． 13Nb． 13Zr 合金力学性能和显微组织的研究 付艳艳 ( 1． 东北大学材料与冶金学院， 辽宁 沈阳 110004； 2．西北有色金属研究院生物中心，陕西 西安 710016) ， 周 廉 ， 于振涛 ， 王克光 摘要： 研究了Ti一 13Nb一 13Zr 合金在 B相 区和(a +p)两相区固溶和时效处理后其合金力学性能及组织变化规律 。 分析发现在 p 相区固溶的合 金 ， 水冷时生成针状马氏体 a ， 空冷时生成亚稳定 p相和少量 ， 在(a +p)两相区固溶生成 p 转和 卸。 在 p相区和(a +p)两相区固溶试样经 时效后， 晶粒内部主要析出点状和棒状 as。 在 750 q C／ 1 h 固溶(wQ)和低温510 ~ C／ 6 h 时效的合金抗拉强度高、 塑性较高、 弹性模量低， 可以 满足人体植入要求。 关键词 ： Ti． 13Nb． 13Zr； 力学性能； 显微组织 中图分类号 ： TG1 46． 2 3 文献标识码 ： A 文章编号 ： 0258 — 7076(2004)01—0039 — 05 钛及其合金 由于具有低弹性模量、优异的生 物相容性和抗腐蚀性而大量地用于人体植入材料。 早期的纯钛 由于其强度低 ，不能满足某些需较高 强度承力件 的要求 ，从 而引入 了较高 强度 的 Ti． 6A1-4V 和 Ti． 3A1． 2． 5V 。近几年的研究发现 ，元素 V 能诱发癌症 ， 其单体细胞毒性大，而 Al 可引起 潜在神经系统紊乱? 。因此世界各国都致力于研究 不含 V 和 Al 等有毒性元素的生物医用钛合金。 按照临床上对外科植入材料 的要求 ， 作 为植 入体的医用钛合金要满足 以下原则[2 ]：( 1) 不含 对人体有害的合金元素 ， 具有 良好的生物相容性； (2) 与人体皮质骨更为匹配的容许应变和弹性模 量， 具有 良好的生物力学相容性 ；( 3) 具有 = 600 ～1000 MPa， Ti． 13Nb． 13Zr合金是一种具有低弹性模量、高 强度 、 高韧性、 高疲劳强度和抗腐蚀性 以及 良好生 物相容性等综合性能 良好 的近 B 型生物 医用钛合 金_5]。由于尚未有人针对该合金的机械性能和微观 组织进行系统 的热处理工艺 的研究 ，故本文 主要 研究不同热处理制度对 Ti． 13Nb． 13Zr 合金的力学 性能和显微组织的影响。 ≥14％，E ≤90 GPa 机械性能。 1 实 验 实验材料采用 0 级海绵钛 ， Nb 和 zr 以中间合 收稿 日期 ： 2003 — 09 —12； 修订 日期 ： 2003 一l 1一 o6 基金项目： 国家高技术研究发展计划 (2002AA326070)资助项 目 作者简介： 付艳艳 (1978一) ， 女， 辽宁大连人， 硕士研究生 * 通讯联 系人 ( E-mall ： yayafyy@163． cor n) 金的形式加入 ， 按合金名义成分配料 ， 压制 电极， 经 2次真空 白耗电弧炉熔炼而成 5 kg 铸锭 。合金 实际化学成分见表 1。 研究表明， Ti． 13Nb． 13Zr 合金的 B转变温度为 7 35 oC _5]， 故本实验对合金铸锭经 B 锻造开坯， 热 锻和热轧成 @12 mm 的棒材。 热处理工艺采取在 B 相区和 a + B两相区进行 固溶处理 ， 继而进行不同 条件的时效处理 ， 其工艺见表 2。用电子光学显微 镜进行了不同组织状态的观察和照相。 用 ZWICK／ Z 150 型电子拉伸 机上进行室温拉 伸实 验。采用 JSM． 5800 型扫描电镜对拉伸断 口进行观察。 2结果与讨论 2． 1合金的抗拉强度 合金经过不同的热处理工艺 ， 其抗拉强度变 化如图 1所示。由图可知 ， 经 p相区和(a + p) 两相 区固溶处理后的试样抗拉强度都低于原始态试样。 经时效处理后的试样 ， 随着时效温度的提高， 抗拉 强度降低 。 经过750 o C／ 1h固溶 ( WQ)并经时效处 表 1 T i． 13Nb． 13Zr 合金成份 (％ 。 质量分数 ) T able 1 C hem iacl com position of all0y T i-13N b- 13Z r 元素 Nb Zr Fe Si C N H 0 Ti 含量 14 ． 6 13． 3 O． 02 < O． 04 O． 03 O． 015 O． 015 O． 07 余量 维普资讯 http://www.cqvip.com

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