摘要：研究了β 钛合金在不同热处理状态下的组织、压缩弹性模量和抗压强度。结果表明，熔炼后的β 钛合金组织成分不均匀、晶粒粗大。通过再结晶退火和固溶时效处理后，β 钛合金组织稳定均匀，抗压强度得到提高，并且其弹性模量值与人体密质骨的弹性模量值接近。
β 钛合金(Ti-15Mo-3Nb)具有优秀的生物相容性、耐蚀性，且弹性模量低，在医用骨替换材料领域应用广泛。综合考虑β 钛合金的热处理及成型中的问题，通常采用锻造成型法+ 热处理稳定化手段使材料性能稳定[1]。本文研究了β 钛合金在不同热处理状态下的压缩弹性模量、抗压强度以及组织的变化。
1 实验方法
在非自耗真空电弧炉中对一定比例的Nb、Mo和Ti 进行多次真空熔炼， 得到β 钛合金铸锭(Ti-15Mo-3Nb)。在真空加热炉中将铸锭升温后锻造成10 mm× 10 mm 的长锭， 最后将其置入管式真空晶化炉中进行再结晶退火和固溶处理。再结晶退火工艺是根据JmatPro 软件的模拟结果(图1)、Ti-Nb和Ti-Mo 二元相图、金属学原理确定的。根据图1的计算机模拟曲线能够确定：β 钛合金的固、液相转变开始温度为1 680 ℃，完全熔化温度为1 742 ℃。因此，将再结晶退火温度设定为810 ℃，由试样厚度确定退火保温时间为40 min， 退火后空冷至室温。固溶时效处理工艺为：固溶800 ℃×10 min，时效500 ℃×10 h，随后将试样空冷。
利用扫描电子显微镜观察β 钛合金的微观组织；利用EDAX 能谱仪分析试样成分；用微机控制电液伺服万能试验机测试β 钛合金在不同状态下的压缩弹性模量和抗压强度。
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