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激光近形制造钛合金试件力学性能的初步研究

郑韵哲  
【摘要】: 目的 钛合金抗电化学腐蚀性能强,具有良好的生物相容性,质量较轻、密度低,强度高,这一切使钛合金在口腔医学中显示出很好的应用前景。激光近形制造技术,是快速成形技术的一种。本试验采用钛合金球性粉末在激光近形制造和铸造下成形试验材料,测试其力学性能,对比试验结果,为改进激光近形制造技术及改善材料性能提供数据支持,同时本试验也是激光近形制造技术应用于口腔修复临床的前期基础试验,为将来应用该技术制作烤瓷冠桥基底及活动义齿作准备。 材料与方法 以-200~325目气雾化法制备的球形钛合金粉末为原料,应用激光近形制造技术制作钛合金试件。测试激光近形制造钛合金试件在拉伸试验中的抗拉强度、屈服强度,三点弯曲试验中的弯曲弹性模量、抗弯强度,以及维氏显微硬度,并与铸造技术制作的钛合金试件进行对比研究。观察两种不同加工方法制作的钛合金试件的组织结构,以及拉伸断口的微观形貌特征。 结果 激光近形制造技术制作钛合金试件,成形速度快,成形件无缺陷,其抗拉强度、屈服强度、弯曲弹性模量、抗弯强度、维氏显微硬度分别为1056.92±61.69N/mm~2、62.65±61.91 N/mm~2、133722.62±3618.18 MPa、2313.42±129.16MPa、376.24±14.88,激光近形制造试件的抗拉强度、屈服强度显著高于铸造钛合金试件。金相显微镜显示激光近形制造钛合金试件的组织为针状细枝晶的微晶结构。拉伸断口呈现均匀细致的韧窝形貌,发生韧性断裂。 结论 激光近形制造技术可以满足口腔修复的加工需要,在力学的某些方面优于传统铸造,需要进一步研究其成形性能及提高精度。


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