收藏本站
《陕西理工大学》 2020年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

低弹性模量合金组织及性能研究

孙悦颖  
【摘要】:由于钛、锆及其合金具有优异的生物相容性、较低的弹性模量、较高的比强度、良好的耐腐蚀性等优点,而被作为人体植入器件大量应用于生物医疗领域。因此,开发和研究具有低弹性模量和良好生物相容性的医用合金具有非常大的潜在价值。结合目前生物医用合金的研究现状,本课题分别以Zr和Ti作为基体元素,通过添加不同含量的合金元素进行合金成分体系设计,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜,力学性能检测以及硬度测试对所设计的合金样品进行相结构、微观组织、断口形貌特征以及力学性能的检测与分析。通过成分优化以及工艺控制,制备出具有较低弹性模量的生物医用合金体系。通过非自耗真空电弧熔炼炉制备不同BN含量的ZrBN合金铸锭。结果表明:铸态ZrBN合金的相主要由α相和ZrB2组成,未检测到其他的相结构。随着BN含量的增加,合金中的ZrB2含量越来越多。除此之外,BN颗粒的添加对ZrBN合金的力学性能影响非常明显。当添加0.5wt.%的BN时,合金的抗压强度、屈服强度、弹性模量和塑性应变值达到最大值,为1311MPa、928MPa、31GPa以及16.71%;而后随着BN含量的增加,合金的抗压强度、屈服强度和压缩塑性随之出现大幅度降低。采用非自耗真空电弧熔炼炉制备不同Mo含量的Ti-xMo(x=10,15,20,25,30)二元合金铸锭。结果表明:铸态Ti-Mo二元合金的相结构主要由β相、α"相和ω相组成。随着Mo含量的增加,合金的相结构的组成亦随之发生转变,即为β(亚稳)+α"→β(亚稳)+ω→β;同时Ti-Mo合金的相变温度Tβ随着Mo含量的增加而降低,β相的稳定性逐渐增强。合金的屈服强度随着Mo含量的增加先增大后减小。当Ti-Mo二元合金中Mo含量为10wt.%时,合金的屈服强度达到最大值441MPa,合金的弹性模量最高为34GPa。采用非自耗真空电弧熔炼炉制备Ti-10Mo二元合金铸锭。将铸态的Ti-10Mo合金加热至950℃后保温30min,而后通过不同的冷却方式冷却至室温;随后对合金进行相同条件的时效处理;时效处理条件为600℃下保温120min后空冷至室温。结果表明:随着冷却方式的改变,合金中β相的转变产物亦随之发生变化。随着冷却速率的逐渐降低,合金的最大抗压强度和压缩应变均随之增加。当随炉缓慢冷却至室温时,合金的抗压强度值为1417MPa,弹性模量为34GPa。采用非自耗真空电弧熔炼炉制备Ti-15Mo合金铸锭,并在室温条件下对Ti-15Mo合金铸锭进行轧制变形加工。随着变形量的增加,合金的抗压强度和屈服强度均随之增加。合金的变形量为42%时,抗压强度和屈服强度分别为1599MPa以及164MPa;当变形量增加到61%时,抗压强度和屈服强度分别为2719MPa以及223MPa,弹性模量为 20GPa。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 丁婷婷;张伟强;付华萌;;Al_xCoCrFeNiCu_2高熵合金的组织结构及力学性能[J];功能材料;2015年S1期
2 曾德珍;李慧中;粱霄鹏;陈智;张克龙;卢云飞;;Mg-Y-Nd-Zr合金的微观组织和力学性能研究[J];湖南有色金属;2019年03期
3 闫蕴琪;超高纯Ti-45Al合金的力学性能[J];稀有金属快报;2002年09期
4 袁改焕;卫新民;;锆合金研究进展及我国核电站用锆材国产化的思考[J];钛工业进展;2011年06期
5 吕国梁;冯艳;王日初;彭超群;吴翔;;快速凝固Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb合金的组织与力学性能[J];金属热处理;2020年07期
6 王夺;李文;付华萌;;CoCrFeNiCu_2Sn_x高熵合金的微观组织与性能[J];沈阳理工大学学报;2014年04期
7 梁秀兵;魏敏;程江波;张伟;徐滨士;;高熵合金新材料的研究进展[J];材料工程;2009年12期
8 炊鹏飞;李立敏;徐峰;景然;张锋刚;孛海娃;;β型Zr-Mo-Ti合金的显微组织与力学性能[J];金属热处理;2018年06期
9 杨晋平;张青;何静;陆峰;;Y对AZ91D合金的组织与性能影响研究[J];铸造技术;2018年10期
10 肖阳;张新明;陈健美;蒋浩;;Mg-9Gd-4Y-0.6Mn合金的微观组织与力学性能[J];材料热处理学报;2007年02期
11 高鹏;齐笑冰;宋照伟;于波;;铁基阻尼合金的研究现状及展望[J];铸造;2010年11期
12 ;生体用钛合金的开发[J];金属功能材料;2005年05期
13 张德尧;可焊耐蚀更强的Al-Mg-Sc系合金[J];稀有金属快报;2000年10期
14 ;用于医疗移植件和设备的钛钼铪新合金专利[J];钛工业进展;1999年06期
15 邱成林;刘静安;;铝-锂系合金的开发及其应用[J];铝加工;1990年03期
16 刘靖达;关宇昕;夏雪辰;彭派;丁琦峰;;高熵合金——打破传统的新型高性能多主元合金[J];中国资源综合利用;2020年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱远志;尹志民;郭昌明;滕浩;;6Cr21Mn10MoVNbN合金的高温流变特性[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
2 郭晓慧;沈俊;刘抒;牛焱;;Ni-xCr-yAl合金在800℃碳氧混合气氛中腐蚀行为的研究[A];第十届全国腐蚀大会摘要集[C];2019年
3 黄愿平;张晗亮;向长淑;李增峰;;难熔金属及合金形变强化[A];有色金属工业科学发展——中国有色金属学会第八届学术年会论文集[C];2010年
4 李青;肖程波;杨海青;宋尽霞;李明;;合金元素对耐腐蚀定向合金显微组织及持久寿命影响研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
5 孙忠明;;分子合金的设计合成、单晶结构及金属-金属键[A];第七届全国物理无机化学学术会议论文集[C];2016年
6 魏敏;梁秀兵;尹艳丽;陈永雄;刘晓强;;高熵合金制备方法的研究进展[A];第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛论文集[C];2012年
7 郝茜;张翼明;任旭东;高立红;;镨钕合金碳量分析标准样品的研制[A];第十五届全国稀土分析化学学术研讨会论文集[C];2015年
8 郭伟;梁秀兵;陈永雄;王林磊;;高熵合金的研究现状与发展趋势[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
9 刘荣丽;易师;崔益新;范会涛;;铝钇合金中钇的测定[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年
10 王保全;;铜铋铈合金中铋、铈的快速测定[A];中国电子学会生产技术学会理化分析四届年会论文集上册[C];1991年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王祝堂;铝-锌-镁中强可焊合金[N];中国有色金属报;2018年
2 本报实习记者 赵萍;粉末冶金高熵合金将获更多用武之地[N];中国冶金报;2020年
3 胡燕萍 陈济桁;高熵合金有望改变未来装备材料发展的“游戏规则”[N];中国航空报;2020年
4 本报记者 王金伟;恒利来合金:化解融资难 企业有奔头[N];许昌日报;2018年
5 记者 倪燕英 通讯员 黄黎明;浦江产合金热塑板填补国内空白[N];金华日报;2019年
6 孙政依;解开合金优化“方程式”[N];通化日报;2019年
7 王祝堂;海洋可焊高强度7A33合金[N];中国有色金属报;2019年
8 本报记者 吴奕萱;三十年砥砺前行 博威合金引领国内合金材料产业发展[N];证券日报;2019年
9 王祝堂;聊聊铝-锌系合金[N];中国有色金属报;2018年
10 王祝堂;7003合金的性能[N];中国有色金属报;2018年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘红宾;基于合金化改善镁合金强/韧性的研究[D];大连理工大学;2009年
2 舒文祥;Mg和Cu元素调控的7xxx系铝合金凝固特性及强韧化机理研究[D];北京科技大学;2016年
3 李江;新型高强高弹铜镍硅系合金制备及其微观组织性能的研究[D];北京科技大学;2020年
4 游志勇;合金化对高锌镁合金组织和性能影响的研究[D];太原理工大学;2012年
5 贾国斌;若干铅基合金真空蒸馏分离提纯的研究[D];昆明理工大学;2010年
6 周明哲;航空用2E12合金热处理工艺与疲劳行为的相关基础问题研究[D];中南大学;2010年
7 李婧;生物医用多孔钛镍(铌)合金的制备与性能研究[D];中南大学;2014年
8 宋西贵;合金熔体脆性的广义性研究[D];山东大学;2009年
9 张蔚冉;面向核能体心立方高熵合金的设计和性能[D];北京科技大学;2020年
10 颜永得;镁锂基合金电解法制备及机理研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙悦颖;低弹性模量合金组织及性能研究[D];陕西理工大学;2020年
2 赵鹏彪;多组元中熵合金的微观组织与力学性能研究[D];兰州理工大学;2020年
3 牛中毅;Mg-11Li-3Al-xCe合金的制备及力学性能[D];哈尔滨工程大学;2007年
4 李海峰;低成本合金化对钛合金组织与性能的影响[D];沈阳工业大学;2017年
5 丁婷婷;Al、Cu含量对高熵合金组织及性能的影响[D];沈阳理工大学;2015年
6 赵红艳;高熵固溶体合金的相组成和力学性能研究[D];大连理工大学;2015年
7 王雷;Al-9.0Zn-1.5Mg-XCu合金微结构、力学性能及淬火敏感性研究[D];中南大学;2013年
8 毕广利;Al-13Mg-xMn-yRE合金的制备与表征[D];长春理工大学;2008年
9 刘秋平;稀土元素对7075合金机械性能的影响及回归工艺的优化[D];郑州大学;2015年
10 王刚;Cu-15Ni-28Zn-13Mn-xCo合金的制备与加工性能研究[D];江西理工大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978