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钛合金材料对弹性模量和硬度等力学性能产生干扰

除了对钛合金材料的组织和显微组织产生显著干扰外,取代元素还对弹性模量和硬度等力学性能产生干扰,使具有不同性能的相稳定。α相具有更大的原子封装因子,由于原子之间更接近,相对于β相具有更大的弹性模量。在韧性方面,α相具有更大的韧性,相对于β相而言,α相包含较少的滑移计划,使得材料更加坚硬脆性。然而,根据合金和加工工艺的不同,具有β结构的合金具有相似的硬度。

电热合金

原子在晶格间隙位置的存在(如氮和氧)强烈地影响一些性质,如机械阻力和延性[15]。这些元素在钛的α相和α′相中起到稳定剂的作用,提高β-transus的温度。镍在人体内引起多种不良反应,如致癌、基因毒性、致突变、细胞毒性和致敏效应。然而,当镍与钛连接时,这些问题被最小化。在一项研究钛合金在溶液中不同浓度镍的腐蚀时,发现29% wt%的镍会产生破坏潜能,并迅速下降,这表明低于该浓度的合金在腐蚀方面具有很好的应用前景。


后来对生物腐蚀溶液的研究得出结论,每天镍的释放量比摄入的水中镍的释放量要小上百倍。此外,这些合金的显微硬度接近搪瓷(310-390 HVN),适用于牙科螺钉。因此,了解替代镍在Ti-Ni系合金的组织、微观组织和机械性能选择中的作用是至关重要的。为了达到这一目的,Ti-Ni合金含有5、10、15和20 wt%的镍,在电弧熔炼炉中熔化,通过热轧机械加工,并在真空中进行热处理,以达到均匀化和应力消除的目的。

电热合金

Ti-Ni合金(5、10、15和20% wt%的镍)在高温下呈现α和β相(钛)以及金属间化合物Ti2Ni相。根据杠杆定律,镍浓度越高,这种金属间化合物的含量越大。通过β-transus曲线的衰减,得出了镍的加入有利于该相的稳定。分析反应β→α+ Ti2Ni发生在765℃。根据杠杆定律,在相同浓度下,β+ Ti2Ni场中Ti2Ni的含量低于α+ Ti2Ni场。


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