d-电子合金理论在钛合金设计中的应用

介绍了d-电子合金理论及其在钛合金中的应用,该理论可表征合金元素电子结构的基本参数(Bo和Md),可对钛合金的分类、固溶强化影响加以合理描述。目前,该理论已在低弹性模量医用钛合金的设计中得到应用;通过对该理论存在问题的探讨,认为该方法可广泛应用于钛合金设计。

基于d电子合金设计方法的生物医用新型亚稳β钛合金的设计及性能研究

依据d电子合金设计方法,采用无细胞毒性的合金元素Nb和Zr,从理论上设计了一种具有较低弹性模量的生物医用新型亚稳β钛合金Ti-35Nb-10Zr,并研究了该合金铸锭的基本力学性能。结果表明:该合金的弹性模量值低于传统的用于体内植入的Ti-6Al-4V合金,有望成为一种比较有前途的新型体内植入材料。

两种新型生物医用低弹性模量亚稳β钛合金的设计与性能研究

采用无细胞毒性的合金元素Nb、Zr和Mo,应用d-电子合金设计方法设计了两种理论上具有较低弹性模量的新型亚稳β钛合金Ti35Nb8Zr2Mo和Ti20Nb15Zr10Mo。利用WK-Ⅱ型非自耗真空电弧凝壳炉制备了这两种合金,研究了这两种合金的基本力学性能。X-射线分析结果表明设计的两种合金处于固溶态时均由单一的β组成的,符合本研究设计β钛合金的要求。设计的两种合金经不同热处理后,Ti35Nb8Zr2Mo的最低压缩模量为17.7Gpa,Ti20Nb15Zr10Mo的最低压缩模量为14.7GPa,均低于Ti6A14V(锻态)的压缩模量21.8GPa。

生物医用β型钛合金设计研究

利用d-电子合金理论与Kβ稳定系数等合金设计理论设计出了生物医用β型三元Ti-25.6Nb-19.4Ta(wt%)合金,X射线衍射分析和背散射电子衍射分析表明:Ti-25.6Nb-19.4Ta合金只含有单一的β相,且均匀化程度较好。

低弹性模量钛合金的研究进展

钛合金作为一种具有良好生物相容性、抗腐蚀性和力学性能的生物医用金属材料已经得到了实际应用。发展新型低弹性模量钛合金是该领域的研究热点之一。从理论设计和实验研究2个方面对低弹性模量钛合金的研究和发展现状进行了评述。以d电子合金设计方法和第一原理计算为代表的理论方法已经成为低弹性模量Ti合金设计的有效手段。多元合金化设计和优化的热机械处理工艺对发展新型多功能、高性能生物医用Ti合金十分重要。

基于d电子合金理论的新型节镍双相不锈钢设计及性能研究

依据d电子合金理论,设计了新型节镍00Cr19Mn6Ni0.5N0.2(DSSs)系列双相不锈钢,同时研究了W、Mo、Cu单独添加对该系列双相不锈钢显微组织、力学及腐蚀性能的影响。结果表明:Cu可以显著扩大奥氏体相区,Mo和Cu能够适当提高材料的腐蚀性能,W和Mo可以不同程度的提高室温拉伸性能,该系列新型双相不锈钢的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到360、880MPa和35%以上。实验合金中没有发现sigma相的析出,与理论设计结果基本一致。

含B铁基奥氏体的电子结构和原子间相互作用对势计算

用量子化学从头算方法计算含硼小体系的电子结构,然后用原子间相互作用对势处理奥氏体大体系,总能量为小体系与大体系的迭加.分析讨论了B在奥氏体中的占位、固溶度及对马氏体相变的影响,并与实验合金的成分、组织结构及性能进行了对比.Fe Cr Mn C B系实验合金随含硼量增加,原子平均结合能降低,越易产生摩擦诱发马氏体,提高其耐磨性.