高压退火处理过程中冷轧态ti26nb合金再结晶行为研究

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1、学校代码10530学号201510131304分类号TG146.2密级公开硕士学位论文高压退火处理过程中冷轧态Ti26Nb合金再结晶行为研究学位申请人孙润根指导教师张德闯副教授学院名称材料科学与工程学院学科专业材料科学与工程研究方向材料学二○一八年五月十三日湘潭大学硕士学位论文Therecrystallizationbehaviorofmedicalβ-titaniumalloyunderhighpressureCandidateR.G.SunSupervisorAssociateProfessorD.C.ZhangCollegeSchoolofMaterialsScience

2、andEngineeringProgramMaterialsScienceandEngineeringSpecializationMaterialScienceDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDate13thMay,2018I湘潭大学硕士学位论文II湘潭大学硕士学位论文摘要新型生物β钛合金因具有优异的生物相容性、耐腐蚀性、超弹性等性能，广泛地应用于生物医用领域。然而较高的弹性模量等力学性能不匹配问题严重制约着β钛合金临床应用。因此，探索降低β钛合金弹性模量的方法对拓展其临床应用空间具有巨大意义。本文以Ti

3、26Nb合金为研究对象，研究高压固溶处理过程中冷轧变形合金微观结构演化规律，分析β钛合金高压再结晶机制。并对高压固溶处理后的β钛合金进行时效处理，探索一种基于高压再结晶的降低β钛合金弹性模量有效方法。主要结论如下：1．研究了高压固溶处理对β钛合金微观结构与力学性能的影响。研究发现，常压固溶处理后钛合金由单一的β相组成，而高压固溶处理钛合金为α"+β相。固溶处理过程中，压力越高、时间越短，α"体积分数越高，微观组织越细小；弹性模量和显微硬度越低。2．研究了高压固溶处理过程中β钛合金的再结晶行为。研究表明，高压固溶处理可显著阻碍β钛合金再结晶进度。压力越高，再结晶晶粒尺寸越小；再结

4、晶激活能随着压力的升高而升高。其中，再结晶激活能(Q)与压力(P)之间的关系可描述为：P()Qe338.564.06409.03(Q:KJ/moleP:GPa)3.研究了高压固溶处理钛合金的时效行为。研究表明，5GPa固溶处理得到钛合金，经30min常压时效会析出α相。60min时效后，α消失，β晶粒破碎，α"体积分数升高，硬度和弹性模量相比上一阶段30min时效，均出现了一定下降。90min时效后，β晶粒全部破碎，显微结构出现大量α"针状结构，硬度和弹性模量相比上一阶段60min时效，再次出现降低。整体而言，弹性模量会在服役中短期升高，但会慢慢降低，最后下降至略高于高

5、压固溶处理组织水平。关键词：β钛合金；高压再结晶；微观结构；力学性能；时效处理III湘潭大学硕士学位论文AbstractBecauseofitsexcellentbiocompatibility,corrosionresistance,superelasticityandotherproperties,thenovelbiologicalβtitaniumalloyiswidelyusedinthebiomedicalfield.However,themismatchofmechanicalpropertiessuchashigherelasticmodulusseverely

6、restrictstheclinicalapplicationofβtitaniumalloys.Therefore,exploringwaystoreducetheelasticmodulusofβ-titaniumalloyhasgreatsignificanceforexpandingitsclinicalapplicationspace.Inthisdissertation,theTi26Nballoywasusedastheresearchobjecttostudythemicrostructureevolutionofcold-rolleddeformedalloy

7、duringthehigh-pressuresolutiontreatmentandanalyzethehigh-pressurerecrystallizationmechanismofβtitaniumalloy.Theagingtreatmentofβ-titaniumalloyafterhigh-pressuresolutiontreatmentwascarriedouttoexploreaneffectivemethodforreducingtheelasticmodulusofβt