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低镍Ni含量的钛镍Ti-Ni合金有哪些特点

低镍(Ni)含量的钛镍(Ti-Ni)合金可以改善商业纯钛(Cp-Ti)的力学性能、耐腐蚀性和耐磨性,因此可以作为生物材料。在生物材料的力学性能中,弹性模量和显微硬度是非常重要的,它们根据材料的显微组织和氧、氮等间隙元素以及替代元素的数量和热机械加工的不同而不同。热处理是为了获得均匀的组织,没有内应力的组织,微观组织,也保留或改变相的尺寸。本章将介绍Ti-Ni合金的制备、化学、结构、显微结构和力学性能。组织和显微组织表征表明,合金中主要存在α和Ti2Ni相。合金的显微硬度没有明显的变化。由于加入了新的金属间化合物(Ti2Ni),动态弹性模量略高于Cp-Ti,但随着Ni含量的增加,动态弹性模量变化不大。

电热合金

Ti-Ni体系的相图在高温下,考虑的合金材料含镍的5、10、15和20 wt%存在α和β相(均为钛)和金属间化合物Ti2Ni相。根据杠杆定律,镍的浓度越高,这种金属间化合物的含量就越大。通过β穿透曲线的衰减,可以看出镍的加入有利于该相的稳定。765℃发生β→α+ Ti2Ni共析反应。根据杠杆定律,在相同浓度下,β+ Ti2Ni场中,Ti2Ni的含量比α+ Ti2Ni场低。

电热合金

例如,对于镍金属含量为10%的合金材料,在1000℃下进行均匀化热处理,然后缓慢冷却,在平衡条件下,在该温度下,合金呈现钛的β相。随着冷却,开始析出金属间化合物Ti2Ni。在765℃以上的温度下,Ti2Ni先共析相析出物存在于共析组成的β基体中,在765℃以下的共析基体中,析出物为夹杂的α和Ti2Ni相粒状组织。从那里,金属间化合物Ti2Ni既形成析出相,又形成共析基体。


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