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医用Ti-15Mo-3Nb 合金稳定化处理过程中的组织性能

原文作者:
  戚玉敏,李勇,赵立臣,崔春翔,王晶,肖建国,马柏慧
发布时间:
  2014-08-21
来    源:
  河北工业大学材料科学与工程学院,河北省新型功能材料重点实验
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摘要: 对医用Ti-15Mo-3Nb 合金熔炼、锻造、热处理过程中发生的组织和性能的变化进行的研究。并结合相图与JMatPro-4. 0软件的模拟结果来确定再结晶退火温度。结果表明,铸态和锻态下的Ti-15Mo-3Nb 医用β 钛合金的组织和性能很不稳定,不适合直接用于临床。该合金经再结晶退火或固溶时效处理后,合金组织均被细化,抗压强度提高,且再结晶退火后,该合金的压缩弹性模量为19. 4 GPa,与人体密质骨的( 17-18. 9GPa) 最为接近,更能满足其作为植入体对生物力学适应性的要求。
    近年来,医用β 钛合金因其更低的弹性模量、更高的耐蚀性和良好的生物相容性成为理想的骨替换材料[1-6]。在开发更符合骨替换材料要求的钛合金的同时,钛合金医疗器件的成型及热处理问题同样值得关注。考虑到钛合金直接铸造成型中遇到的各种问题,人们更倾向于采用锻造成型的方法,但锻造成型的医疗器件必须经过热处理才能实现其组织性能的稳定化。为保证钛合金在生理环境中的生物安全性和生物力学适应性,有必要研究钛合金在不同状态或热处理条件下的组织、抗压强度、压缩弹性模量等的变化,以便确定更适合于医用钛合金的成型及热处理方法。基于此,本研究以Ti-15Mo-3Nbβ 钛合金为研究对象,研究熔炼、锻造、热处理与其组织性能间的变化关系。
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