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轧制变形量和退火温度对纯钛力学性能的影响

塑性工程学报 2022年第12期29卷 162-168页

作者：杨易刘小敏刘欢杨景然付正容李幸福李聪朱心昆昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650032

为解决轧制处理后材料延展性较差的问题,进一步改善材料的综合力学性能,采用轧制工艺对工业纯钛分别进行了50%和65%变形量的冷轧试验,然后对变形处理后的试样进行了退火处理。通过单轴拉伸测试、硬度测试和EBSD测试分析了轧制板材退火... 详细信息

为解决轧制处理后材料延展性较差的问题,进一步改善材料的综合力学性能,采用轧制工艺对工业纯钛分别进行了50%和65%变形量的冷轧试验,然后对变形处理后的试样进行了退火处理。通过单轴拉伸测试、硬度测试和EBSD测试分析了轧制板材退火后的力学性能与微观组织。结果表明,对板材进行不同程度的变形处理时,变形量为65%的轧制试样和轧制后退火试样的屈服强度比变形量为50%的轧制试样和轧制后退火试样的屈服强度更高。当板材的变形量相等时,轧制后退火试样的屈服强度随退火温度的升高而降低。经过65%变形处理和480℃/5 min退火处理后的试样具有良好的强度-延展性匹配。

关键词：纯钛轧制退火力学性能

TA2纯钛热压缩过程中形变对相变与再结晶的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1120-1129页

作者：刘程祥黄东亚周荣锋刘昆李永坤殷新华文科张亚真昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 云南钛业股份有限公司云南楚雄651209

使用Gleeble-1500热力学模拟实验机对TA2纯钛在相变点前后以10 s^(-1)的变形速率进行热压缩变形,研究热压缩对相变的影响。研究发现形变作用在相变点附近时,相变首先发生在板条之间,新形成的β晶粒多为球状或短棒状。随着压缩量的增大,... 详细信息

使用Gleeble-1500热力学模拟实验机对TA2纯钛在相变点前后以10 s^(-1)的变形速率进行热压缩变形,研究热压缩对相变的影响。研究发现形变作用在相变点附近时,相变首先发生在板条之间,新形成的β晶粒多为球状或短棒状。随着压缩量的增大,相邻的β晶核逐渐连接并变为条状组织。相变存在临界值,当压缩温度分别为860、890和920℃时,压缩量达到40%、30%和20%时,相变趋于饱和,取而代之的是动态再结晶的大量发生。温升效应对相变的影响不大,当变形量较大时温升效应相应提高,动态再结晶数目显著增多,而相变却几乎不发生。温度越高,形变促进相变的现象就越明显,当压缩温度在相变点之后时,很小的压缩量就可以使相变快速发生。

关键词：纯钛热压缩 EBSD 微观结构

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不同电位下极化后的纯钛表面生物污损行为

电化学 2022年第5期28卷 20-28页

作者：戴昭霞郑大江宋光铃冯丹青苏培厦门大学材料学院海洋材料腐蚀防护研究中心福建厦门361005 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361005

钛及其合金作为常用工程材料,虽已广泛应用于海洋环境中,但同时面临着严重的生物污损威胁,因此有必要研究钛表面氧化膜在海水中的电化学行为和生物亲和性的关系,以寻找降低污损的有效表面处理技术。本工作在人工海水中对TA2纯钛直接施... 详细信息

钛及其合金作为常用工程材料,虽已广泛应用于海洋环境中,但同时面临着严重的生物污损威胁,因此有必要研究钛表面氧化膜在海水中的电化学行为和生物亲和性的关系,以寻找降低污损的有效表面处理技术。本工作在人工海水中对TA2纯钛直接施加阴极电位-0.8 V_(SCE)和钝化电位0.5 V_(SCE)进行恒电位极化处理,制备两种不同状态的表面膜,进而跟踪监测纯钛在含小新月菱形藻/舟形藻培养基和天然海水/灭菌天然海水中的电化学行为,并以小新月菱形藻和藤壶幼虫为目标生物,初步探究不同电位下极化后的纯钛表面的生物粘附规律。

关键词：纯钛表面膜海水电化学行为生物污损

植酸/氢氧化钙改性对3D打印纯钛多孔结构生物矿化的影响

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稀有金属 2020年第7期44卷 680-686页

作者：吴小玉汪涛周苗黄文静黄卫星南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京211106

通过激光3D打印技术制备孔隙率为65%的多孔结构纯钛试样,对试样先进行酸蚀作为表面预处理,再利用植酸与饱和氢氧化钙的混合溶液进行表面活化改性处理。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及接触角分析仪对3D打印纯钛改性前后的... 详细信息

通过激光3D打印技术制备孔隙率为65%的多孔结构纯钛试样,对试样先进行酸蚀作为表面预处理,再利用植酸与饱和氢氧化钙的混合溶液进行表面活化改性处理。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及接触角分析仪对3D打印纯钛改性前后的表面进行表面形貌观察、表面成分分析及表面接触角测试,并将改性处理前后的各组试样浸泡在模拟体液(SBF)中进行生物矿化实验,利用SEM及能谱(EDS)分析其表面生物矿化效果。结果表明:植酸/氢氧化钙表面活化改性处理后的3D打印致密纯钛表面水接触角为21.04°,表现出较好的亲水性,即植酸/氢氧化钙改性处理可大幅提高3D打印多孔结构纯钛的表面润湿性;在植酸/氢氧化钙表面活化改性处理过程中3D打印多孔结构纯钛试样表面通过植酸螯合反应引入了Ca,P元素,可显著加快其表面羟基磷灰石的沉积速度,提高表面生物矿化能力;在浸泡模拟体液7 d后能在改性后3D打印多孔试样的多孔支架上形成羟基磷灰石包裹层。

关键词： 3D打印纯钛植酸表面改性

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拉伸载荷下纯钛应变局域化的多尺度研究

兵器材料科学与工程 2024年第2期47卷 9-14页

作者：梁晓峰龚新华卢磊中国人民解放军海军装备部四川成都610199 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室四川成都610031

基于数字图像相关技术,制备了宏观尺度、介观尺度和微观尺度的散斑,用平均灰度梯度和灰度直方图对散斑质量进行评价,从多尺度应变场测量的角度研究拉伸载荷下纯钛应变局域化变形,分析了不同空间尺度的应变场之间的共性与差异,讨论了微... 详细信息

基于数字图像相关技术,制备了宏观尺度、介观尺度和微观尺度的散斑,用平均灰度梯度和灰度直方图对散斑质量进行评价,从多尺度应变场测量的角度研究拉伸载荷下纯钛应变局域化变形,分析了不同空间尺度的应变场之间的共性与差异,讨论了微结构的演化及孪晶的相互作用对变形场的影响。结果表明:宏观尺度、介观尺度和微观尺度散斑的平均灰度梯度值分别为17.9、23.5、40.1,灰度直方图分布较均匀平滑,散斑质量较好;3种尺度的应变场均表现出一定程度的应变局域化,应变集中带相互交叉,且与拉伸轴呈约±45°的夹角。其中,宏观尺度的应变集中带数量较少,介观尺度下观察到大量的应变集中带,交叉处应变集中较高。微观尺度下激发了{1012}拉伸孪晶及{1122}压缩孪晶,应变集中主要分布在晶界及孪晶界处。

关键词：纯钛数字图像相关散斑应变局域化孪晶

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EB炉流程纯钛的热变形和动态再结晶行为

稀有金属材料与工程 2021年第1期50卷 29-34页

作者：杜阳李拔付航童帅胡建文孙新军河北科技大学材料学院河北石家庄050018 北京钢铁研究总院工程用钢所北京100081

通过热压缩试验研究了原始晶粒尺寸为厘米级的EB炉流程纯钛在不同变形温度和变形速率下的热变形行为,并基于电子背散射衍射(EBSD)技术对EB炉流程纯钛的再结晶机制进行了探讨。结果表明:厘米级的EB炉流程纯钛在热变形过程中的加工硬化行... 详细信息

通过热压缩试验研究了原始晶粒尺寸为厘米级的EB炉流程纯钛在不同变形温度和变形速率下的热变形行为,并基于电子背散射衍射(EBSD)技术对EB炉流程纯钛的再结晶机制进行了探讨。结果表明:厘米级的EB炉流程纯钛在热变形过程中的加工硬化行为具有典型的“三阶段”特征:第1阶段线性快速下降;第2阶段迅速回升至一个峰值;第3阶段从峰值又开始下降,这与变形过程中的孪生现象有关;EBSD结果表明超粗晶粒纯钛在热变形过程中的再结晶机制主要是非连续动态再结晶。

关键词：纯钛 EB炉热变形动态再结晶机制

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纯钛的高压固态相变研究

纯钛的高压固态相变研究

作者：侯青航燕山大学

学位级别：硕士

纯钛降温过程中发生体心立方晶体结构向密排六方晶体结构的转变。根据冷却速率,其转变可以通过扩散或无扩散的方式进行。但是,这两种固态相变均不能引起有效的强化,纯钛也因此被认为不能利用热处理进行强化。这是因为,与钢铁中的马氏体... 详细信息

纯钛降温过程中发生体心立方晶体结构向密排六方晶体结构的转变。根据冷却速率,其转变可以通过扩散或无扩散的方式进行。但是,这两种固态相变均不能引起有效的强化,纯钛也因此被认为不能利用热处理进行强化。这是因为,与钢铁中的马氏体相比,钛相变过程中无碳的过饱和固溶,且体积变化很小。最近的研究发现,高压能提高固态相变中的自由能变化,使纯铁通过相变在无碳的情况下实现超级强化。因此,利用高压下的固态相变也有望实现纯钛的有效强化。高压下,纯钛这种独特体系中的固态相变行为、组织结构演化以及强化机理值得深入系统的研究。本文以高纯钛为研究对象,对样品进行常压和1-6 GPa高压热循环(加热温度1200℃,保温30min,循环水冷却至室温)处理;用维氏硬度计检测高压样品的力学性能评价强化行为,运用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、和透射电子显微镜等设备对高压处理前后的样品进行组织结构表征;利用Matlab编写计算机程序分析固态相变过程中的变体选择、变体识别和取向差计算。综合分析纯钛在不同压力下的微观结构和性能的演变化规律,并揭示高压相变的强化机制。获得了如下研究成果:(1)编写了 Matlab计算机程序成功用于纯钛常压及高压相变后的数据分析。该程序读取背散射电子衍射数据,进行变体的自动识别、取向差分布计算等晶体学计算。(2)1-6 GPa的高压下,纯钛中的体心立方β相向密排六方α相的转变仍然以扩散的方式进行,子母相之间转变时遵循经典的Burgers关系:{110}β//{0001}α和β//α。高压相变并未有效细化原β晶粒以及α晶粒,但是导致了α相中位错密度的大幅度提高。相比与常压淬火样品,高压样品的位错密度提高了一个数量级以上。(3)高压相变导致纯钛发生了显著的强化。1-6GPa样品的平均硬度分别为307 HV,312HV,319HV,309HV,297HV和280HV,相较于基体提升3倍左右。高压相变导致的强化归因于位错密度的提高,符合泰勒模型的计算结果。

关键词：高压固态相变纯钛位错密度强化

Al2O3/Ti生物相容连接接头微观组织及力学性能

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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焊接学报 2019年第7期40卷 16-23,I0002,I0003页

作者：林盼盼林铁松何鹏王茂昌杨汉高哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055

文中对Al2O3陶瓷和金属Ti表面磁控溅射Mo和Ti金属层,以纯Au箔钎料,研究连接工艺及Ti金属化层厚度对连接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,焊缝主要由Au钎料和(Au,Mo)ss构成,(Au,Mo)ss中含有少量(Ti,Mo)ss和TixAuy金属间化合物.另... 详细信息

文中对Al2O3陶瓷和金属Ti表面磁控溅射Mo和Ti金属层,以纯Au箔钎料,研究连接工艺及Ti金属化层厚度对连接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,焊缝主要由Au钎料和(Au,Mo)ss构成,(Au,Mo)ss中含有少量(Ti,Mo)ss和TixAuy金属间化合物.另外,在Al2O3/钎料界面处及焊缝中存在少量呈条状分布的TiO2和TixAly金属间化合物.连接工艺及Ti金属化层厚度主要影响各物相的数量及分布状态,通过影响焊缝中固溶体的分布均匀性及金属间化合物的数量而影响接头抗剪强度.当连接温度为1080℃、保温时间为5min、Ti金属化层厚度为0.2μm时,接头的抗剪强度达到最大值138MPa.

关键词：氧化铝陶瓷纯钛金钎料微观组织力学性能

激光选区熔化成型纯钛不同表面处理对钛-聚合瓷结合强度的研究

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口腔医学研究 2023年第5期39卷 429-434页

作者：任灿霞胡丹丹阿伊森·赛米秦瑶骆小平南京大学医学院附属口腔医院南京市口腔医院口腔修复科江苏南京210008

目的:研究喷砂和/或酸蚀等不同表面对激光选区熔化成型纯钛与聚合瓷结合强度的影响。方法:根据ISO10477标准,将96个激光选区熔化纯钛试件并随机分为4个组并进行以下处理:A1组:打磨;B1组:喷砂;C1组:4%氢氟酸酸蚀(hydrofluoric acid,HF);D... 详细信息

目的:研究喷砂和/或酸蚀等不同表面对激光选区熔化成型纯钛与聚合瓷结合强度的影响。方法:根据ISO10477标准,将96个激光选区熔化纯钛试件并随机分为4个组并进行以下处理:A1组:打磨;B1组:喷砂;C1组:4%氢氟酸酸蚀(hydrofluoric acid,HF);D1组:喷砂后4%HF酸蚀(n=24)。以96个不同加工工艺的锻造钛为对照组,做相同表面处理记为4组,分别为:A2、B2、C2、D2(n=24)。表面处理后使用激光共聚焦显微镜观察其表面形态及粗糙度,冷热循环前后进行剪切结合强度测试,体视显微镜观察断裂模式。结果:两种加工工艺中,打磨组粗糙度最低,喷砂后4%HF酸蚀较喷砂粗糙度降低(P0.05),耐久性较好。断裂模式均以混合断裂为主。结论:喷砂后酸蚀能有效提高其钛-聚合瓷强度,酸蚀联合喷砂是激光选区熔化钛表面改性的理想方法之一,可以显著提高与聚合瓷结合强度,同时具备较好的耐久性,能一定程度上提高修复体的使用寿命。激光选区熔化钛是一种具有前景性的加工工艺,可代替传统制作钛进行临床应用。

关键词：激光选区熔化纯钛表面处理聚合瓷结合强度耐久性