包埋料和铸道参数对Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金铸流率的影响

目的:优选适合Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金铸造的包埋料、铸道直径和长度,以便提高该合金的铸流率。方法:采用网状试样法,计算Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金在3种包埋料、3种铸道直径和长度条件下的铸流率,做析因设计的统计学分析。结果:包埋料、铸道直径和长度对Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金的铸流率均有显著影响(P<0.05),但不认为包埋料、铸道直径和长度两两之间及三者相互之间存在交互作用(P>0.05)。结论:使用氧化镁系铸钛专用包埋料,选择直径5 mm、长度5 mm的铸道包埋铸造,可取得铸流率高达(94.90±4.67)%。

低弹性模量Ti-33Nb-4Sn,Ti-31Nb-3Zr-4Sn钛合金在模拟人工体液中的腐蚀行为研究

采用纳米压痕仪研究了Ti-33Nb-4Sn和Ti-31Nb-3Zr-4Sn合金的力学性能。采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱研究了新型医用钛合金Ti-33Nb-4Sn、Ti-31Nb-3Zr-4Sn和对比合金Ti-6Al-4V在模拟人体体液中电化学腐蚀行为,并根据扫描电镜和X射线衍射仪对极化测试后的试样表面形貌和相结构进行观察。结果表明,Ti-33Nb-4Sn和Ti-31Nb-3Zr-4Sn合金具有较低的弹性模量;3种合金的腐蚀电流密度按Ti-6Al-4V、Ti-31Nb-3Zr-4Sn和Ti-33Nb-4Sn的顺序递增。

热处理对SPS烧结Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金显微组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术制备生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究固溶时效处理对合金显微组织和力学性能(强度、塑韧性及弹性模量)的影响。结果表明:合金经850℃固溶处理后主要由β相、少量初生α相及淬火马氏体α″相组成;在450℃时效处理后,合金基体β相内析出大量细小无规则的针状次生α相,随着时效时间从4 h延长到48 h,次生α相趋于定向析出,含量和尺寸逐渐增大;与烧结态相比,固溶时效处理后合金抗压强度和弹性模量增大,而塑韧性呈先提高后降低趋势;经优化后固溶时效处理制度为(850℃,1.5 h,WQ)+(450℃,4 h,FC),此时合金抗压强度、屈强比和弹性模量分别为1701 MPa、0.69 GPa和42.8 GPa。

粉末冶金法制备Ti-Nb-Zr-Sn合金的研究

以氢化钛粉和Nb、Zr、Sn粉为原料,采用粉末冶金法制备致密的Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金。通过力学性能测试和SEM法研究了烧结工艺对Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金组织和性能的影响。结果表明,最佳烧结工艺为烧结温度1250℃×2h,此时合金致密度高达97.2%、烧结密度5.2g/cm3、抗拉强度705MPa、伸长率5.58%。该合金的组织为典型的魏氏体,由β基体和析出的α相组成;烧结温度高,孔隙度明显降低,β晶粒、α相平均尺寸都相应增加;保温时间越长,β晶粒、α相平均尺寸也都相应增加。

模拟人体体液中放电等离子烧结生物医用Ti2448合金的腐蚀行为研究

利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱方法研究了放电等离子烧结技术(SPS)制备的生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn(Ti2448)合金在Hank's模拟人体体液中的电化学腐蚀行为及腐蚀机理,并与工业纯钛(TA1)和Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了比较。结果表明:与TA1和TC4合金相比,在37℃的Hank's溶液中SPS烧结Ti2448合金具有最小的腐蚀电位与致钝电流密度、接近的腐蚀电流密度以及最大的极化电阻,3种材料耐腐蚀性能好坏依次为Ti2448>TC4>TA1。

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Nb_2O_5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.

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）N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。

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。