高压退火处理过程中冷轧态Ti26Nb合金再结晶行为研究

发布时间：2020-03-28 01:11

【摘要】：新型生物β钛合金因具有优异的生物相容性、耐腐蚀性、超弹性等性能,广泛地应用于生物医用领域。然而较高的弹性模量等力学性能不匹配问题严重制约着β钛合金临床应用。因此,探索降低β钛合金弹性模量的方法对拓展其临床应用空间具有巨大意义。本文以Ti26Nb合金为研究对象,研究高压固溶处理过程中冷轧变形合金微观结构演化规律,分析β钛合金高压再结晶机制。并对高压固溶处理后的β钛合金进行时效处理,探索一种基于高压再结晶的降低β钛合金弹性模量有效方法。主要结论如下:1.研究了高压固溶处理对β钛合金微观结构与力学性能的影响。研究发现,常压固溶处理后钛合金由单一的β相组成,而高压固溶处理钛合金为α"β相。固溶处理过程中,压力越高、时间越短,α"体积分数越高,微观组织越细小;弹性模量和显微硬度越低。2.研究了高压固溶处理过程中β钛合金的再结晶行为。研究表明,高压固溶处理可显著阻碍β钛合金再结晶进度。压力越高,再结晶晶粒尺寸越小;再结晶激活能随着压力的升高而升高。其中,再结晶激活能(Q)与压力(P)之间的关系可描述为:(?)3.研究了高压固溶处理钛合金的时效行为。研究表明,5GPa固溶处理得到钛合金,经30min常压时效会析出α相。60min时效后,α消失,β晶粒破碎,α"体积分数升高,硬度和弹性模量相比上一阶段30min时效,均出现了一定下降。90min时效后,β晶粒全部破碎,显微结构出现大量α"针状结构,硬度和弹性模量相比上一阶段60min时效,再次出现降低。整体而言,弹性模量会在服役中短期升高,但会慢慢降低,最后下降至略高于高压固溶处理组织水平。
【图文】：

相图,稳定型,元素,中性元素

钛及钛合金具有无毒性、无致敏及突变、化学性质稳定、高比强度、低密逡逑度、无磁性、生物相容性良好等特点１１２＇１３］，被广泛应用于当今生物医疗合金领逡逑域。按照元素所构成的相稳定型，钛合金可分为三大类，，图１．１为元素组成所决逡逑定的钛合金稳定型相图，分别为中性型、ａ稳定型、ｐ稳定型。元素组成决定了逡逑相稳定性特点，其中Ｐ稳定型又可分为Ｐ共晶稳定型和Ｐ共析稳定型。组元决逡逑（ａ）个温度逦⑦）个温度逡逑Ｐｂ？逦逡逑Ｌ逦＾一逡逑ＴＪ逦＞邋Ｊ逦＞逡逑元素体积分数邋１逦元素体枳分数逡逑（ｃ）ｔ邋ｕｍ．逦（ｄ）ｔ逡逑Ｔｉ逦元素体积分数Ｔｉ逦元素体积分数逡逑图１．１元素组成所决定的钛合金稳定型相图逡逑（ａ）中性元素型（ｂ）邋ａ型元素稳定型（ｃ）ｐ型共晶元素稳定型（ｄ）ｐ型共析元素稳定型逡逑２逡逑

弓出,晶界,自由能,表面能

逦（１－１５）逡逑ｒ逡逑再假设晶界两端固定，如图１．３（ｃ）所示，那么表面能（７）就为定值，晶界开始弓出逡逑时会随ａｂ段弯曲，ｒ减小，自由能（ＡＧ）就会增大，当ｒ取极小值ｆ，自由能（ＡＧ）逡逑１２逡逑
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.23

【参考文献】