钛锆二元合金过冷β相的形成与转变

发布时间：2017-08-15 03:04

本文关键词：钛锆二元合金过冷β相的形成与转变

【摘要】：以海绵钛和海绵锆为原材料通过水冷铜模电弧熔炼制备出含20%~70%Zr(质量分数)的钛锆二元合金,采用X射线衍射(XRD)、显微组织观察和差示扫描量热法(DSC)表征了热处理前后合金相组成及相转变规律。本文采用了两种热处理方法:一方面把Ti-60Zr加热到α/β转变临界温度以上(1000℃)等温后缓慢冷却至室温;另一方面研究了Ti-60Zr在α/β转变临界温度以下进行300和400℃等温热处理获得单相α相的情况。结果表明:在水冷铜模电弧熔炼获得的钛锆合金试样中除Ti-20Zr为α相以外,其他成分的合金均由α+β两相组成,其中Ti-60Zr几乎全部为β相;显微组织观察得出α型钛锆合金为针状结构,β型钛锆合金为等轴晶。平衡相图中α+β两相区的宽度直接影响过冷β相的形成能力,在同样的冷却速率下,两相区越窄的合金成分在冷却过程中越容易形成过冷β相。以10℃·min-1升温速率从室温升温至1000℃等温2 h后以5℃·min-1的冷却速率降至室温和以10℃·min-1升温速率从室温升温至400℃等温2 h后炉冷至室温两种热处理方法,均能实现Ti-60Zr合金过冷β相向α相的完全转变。
【作者单位】：南京航空航天大学材料科学与技术学院;
【关键词】： 过冷β相 钛锆合金 差示扫描量热法 热处理 相变
【基金】：江苏省科技支撑计划(社会发展)项目(BE2010730)资助
【分类号】：TG290;TG146
【正文快照】： 钛及钛合金具有良好的生物相容性和生物力学相容性,是目前应用最广泛的牙种植体材料。纯钛的生物相容性较好,但其生物力学强度不够[1-2]。在纯钛中添加锆元素能起到固溶强化作用,改善合金的力学性能,锆含量为50%(原子分数)的钛锆合金的硬度和抗拉强度是纯钛的2.5倍左右[3]。钛

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