激光表面熔化对Ti-30Nb-4Sn合金晶体织构、显微组织、弹性模量和硬度的影响

骨科植入物的生物相容性与其弹性模量和表面性能密切相关。本研究的目的是阐明冷轧、再结晶和表面激光熔化(LSM)对双相(α″+β)Ti-30Nb-4Sn合金显微组织和力学性能的影响。对冷轧态基体进行X射线衍射织构分析(XRD)显示有[302]α″//ND织构成分,而对再结晶态基体的分析显示有[302]α″//ND和[110]α″//ND织构成分。XRD不能直接检测出β相织构,但是通过考虑α′′相和β相之间的位向关系可成功预测出[111]β||ND织构的存在。纳米压痕测试结果表明,冷轧态基体的弹性模量(63 GPa)低于再结晶态基体(74 GPa)。根据已有文献和本文研究结果,认为这种差异是由冷变形过程中晶体缺陷的引入造成的。纳米压痕/EBSD分析表明,纳米压痕结果不受晶体取向的影响。LSM对变形合金硬度、弹性模量和晶体织构产生的变化类似于再结晶热处理产生的变化,均在表面和基体之间产生刚度梯度。