Invloedrijke factoren en verbeteringsmethoden voor de superelasticiteit van β-titaniumlegering

De maximale terugvordering (εr) van Ti-Ni-legering kan 8,0% bereiken, met een uitstekend vormgeheugen-effect en superelasticiteit, en wordt veel gebruikt als botplaten, vasculaire steiger en orthodontische frames.Wanneer Ti-Ni-legering echter in het menselijk lichaam wordt geïmplanteerd, kan het Ni+ vrijkomen, wat gevoelig en kankerverwekkend is, wat tot ernstige gezondheidsproblemen leidt.corrosiebestendigheid en lage elastische modulusHet is een soort metaalmateriaal dat kan worden gebruikt voor de vervanging van hard weefsel.in sommige β-titaniumlegeringen bestaat een omkeerbare thermo-elastische martensitische transformatie, die bepaalde superelastische en vormgeheugen effecten vertoont, waardoor de toepassing ervan in het biomedische veld verder wordt uitgebreid.De ontwikkeling van β-titaniumlegering, die bestaat uit niet-toxische elementen en een hoge elasticiteit heeft, is de afgelopen jaren een hotspot geworden voor onderzoek naar medische titaniumlegeringen..
Op dit moment zijn veel β-titaniumlegeringen met superelasticiteit en vormgeheugen bij kamertemperatuur ontwikkeld, zoals Ti-Mo, Ti-Ta, Ti-Zr en Ti-Nb-legeringen.de superelastische terugwinning van deze legeringen is gering, zoals de maximale εr van Ti-(26, 27)Nb (26 en 27 zijn atoomfracties, indien niet speciaal gemarkeerd, zijn de in dit document gebruikte componenten van titaniumlegeringen atoomfracties) is slechts 3,0%,veel lager dan Ti-Ni-legeringIn dit artikel worden de factoren die van invloed zijn op de superelasticiteit van β-titaniumlegering geanalyseerd, en wordt de vraag gesteld hoe de superelasticiteit van β-titaniumlegering verder kan worden verbeterd.en de methoden voor het verbeteren van de superelasticiteit worden systematisch samengevat.
Superelasticiteit 1.1 Reversibele spanningsgeïnduceerde martensitische transformatie van 1β-titaniumlegeringen
De superelasticiteit van β-titaniumlegeringen wordt meestal veroorzaakt door reversibele spanningsgeïnduceerde martensitische transformatie, d.w.z.de β-fase van de lichaam-gecentreerde kubische roosterstructuur wordt omgevormd tot de α" fase van de rombische roosterstructuur wanneer de belasting wordt belastBij ontlading verandert de α­fase in β­fase en herstelt de spanning.de β-fase van de lichaam-gecentreerde kubische structuur wordt "austenite" genoemd en de α-fase van de rombische structuur wordt "martensite" genoemd. de begintemperatuur van de martensitische faseovergang, de eindtemperatuur van de martensitische faseovergang,de begintemperatuur van de overgangsfase van austenite en de eindtemperatuur van de overgangsfase van austenite worden uitgedrukt met Ms, Mf, As en Af, en Af is meestal enkele kelvin tot tientallen kelvin hoger dan Ms.Het laad- en losproces van β-titaniumlegering met spanningsgeïnduceerde martensitische transformatie wordt in figuur 1 weergegeven.Eerst treedt er een elastische vervorming van de β-fase op.die in de α" fase in de vorm van scheer verandert wanneer de belasting de kritische spanning (σSIM) bereikt die nodig is om de martensitische faseovergang te induceren. Naarmate de belasting toeneemt, gaat de martensitische faseovergang (β→α") door totdat de spanning die nodig is voor het einde (of het einde) van de martensitische faseovergang is bereikt,en dan de elastische vervorming van de α" fase optreedtWanneer de belasting verder toeneemt dan de kritische spanning die vereist is voor β-faseschuiving (σCSS), treedt de plastische vervorming van de β-fase op.Naast de elastische terugwinning van de α- en β-faseHet superelastische of vormgeheugen van de legering is afhankelijk van de relatie tussen de faseovergangstemperatuur en de testtemperatuur..Wanneer Af iets lager is dan de testtemperatuur, ondergaat de α-fase die tijdens het laden door spanning wordt veroorzaakt, tijdens het lossen een α →β-faseovergang.en de belasting die overeenkomt met de door spanning veroorzaakte faseovergang kan volledig herstellenWanneer de testtemperatuur tussen As en Af ligt, wordt een deel van de α-fase tijdens het lossen omgevormd tot β-fase.en de belasting die overeenkomt met de door spanning veroorzaakte faseovergang wordt hersteldAls de legering verder wordt verwarmd boven Af, wordt de resterende α­fase omgevormd tot β­fase, de faseovergangsspanning wordt volledig hersteld.en de legering vertoont een bepaald vormgeheugen effectWanneer de testtemperatuur lager is dan As, herstelt de door spanning veroorzaakte martensitische transformatiestam bij de testtemperatuur niet automatisch en heeft de legering geen superelasticiteit.TochWanneer de legering boven Af wordt verwarmd, wordt de faseverschuiving volledig hersteld en vertoont de legering een vormgeheugen-effect.