Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование влияния термомеханической обработки на функциональные свойства сплавов с памятью формы на основе Ti-Zr

ФИО
Лапина Олеся Павловна
Электронная почта
425f51adewoodmey@yahoo.com
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра обработки металлов давлением (ОМД)
ФИО научного руководителя
доц., к.т.н. С.М. Дубинский; н.с., к.т.н. В.А. Шереметьев
Академическая группа
МО-12-1
Наименование тезиса
Исследование влияния термомеханической обработки на функциональные свойства сплавов с памятью формы на основе Ti-Zr
Тезис

Развитие современной медицинской имплантологии требует создания новых материалов для имплантов, проявляющих высокую биомеханическую совместимость с костной тканью человека. Наиболее перспективными материалами в этом отношении являются метастабильные титановые β-сплавы с памятью формы, содержащие только биосовместимые компоненты, такие как Ti, Nb, Zr и Ta. К основным преимуществам этих сплавов, обеспечивающих биомеханическую совместимость, относятся: низкое значение модуля Юнга (близкое к костной ткани) и сверхупругое поведение (схожее с поведением костной ткани). Комплекс функциональных свойств этих сплавов во многом определяется величиной кристаллографического ресурса обратимой деформации β↔α″ превращения. У сплавов нового поколения на основе системы Ti-Zr эта характеристика (εmax=6%) в 2 раза выше по сравнению с более подробно исследованными сплавами на основе Ti-Nb (εmax =3%). Это обуславливает возрастающий интерес ученых к сплавам на основе этой системы.

В качестве объекта исследования данной работы были выбраны сплавы систем Ti-18Zr-14Nb, Ti-18Zr-14Nb-1Ta, Ti-18Zr-13Nb-1Ta и Ti-18Zr-13Nb-2Ta (в ат.%). Сплавы получали методом ваакумно-дуговой плавки с нерасходуемым вольфрамовым электродом. Масса слитков составляет 110-120 грамм. Слитки сплавов подвергли термомеханической обработке (ТМО), включающей холодную прокатку со степенью деформации e=0,3 и последеформационный отжиг при 600 ºС (30мин). Такие параметры и схема ТМО были выбраны по аналогии режима для сплава Ti-22Nb-6Zr, обеспечивающего оптимальную биомеханическую совместимость, благодаря формированию наносубзеренной структуры β-фазы. Для оценки стабильности усталостного поведения проводили функциональные циклические испытания по схеме «деформация растяжением на 2% – разгрузка» до разрушения.

В результате усталостных испытаний определяли число циклов до разрушения образцов. По результатам испытаний были построены и проанализированы кривые «деформация-разгрузка», определены особенности сверхупругого поведения по форме петли гистерезиса, а также произведен расчет модуля Юнга и параметров сверхупругости.

Научные руководители - к.т.н. Дубинский С.М., к.т.н. Шереметьев В.А.