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Microstructural adjustments and mechanical properties of a cold-rolled biomedical near β-ti alloy sheet

Rare Metals 2018年第10期37卷 846-851页

作者： Xi-Qun Ma Hong-Zhi Niu Zhen-Tao Yu Sen Yu Chang Wang Northwest Institute for Nonferrous Metal Research Xi'an 710016 China School of Materials Science and Engineering Northeastern University Shenyang 110819 China

In this study, microstructural adjustments and mechanical properties of a cold-rolled near β-type alloy ti-25Nb-3Zr-3Mo-2Sn （wt%） sheet were investigated. Microstructures and phase transformation products strongly depended on aging temperatures. Solution treatments within single β-phase field removed the stress-induced at martensites and produced a few new lath-shaped ones, but metastable β phase still dominated. This is exactly the reason why current alloy exhibits the lowest modulus （54 GPa） and best elongation to fracture （39 %）, but the worst yield strength of only 340 MPa, at solutiontreated state. A fairly large number of ellipsoidal ω phase nanoparticles precipitated throughout parent β phase during aging at 380℃. These ω nanoparticles possess remarkable strengthening effect, but deteriorate ductility seriously. A novel post-aging process was proposed to remove brittle ω phase. By contrast, aging at 450 ℃ resulted in sufficient precipitation of fine needle-like α phase. This brought about the best combination of high yield strength （770 MPa） and moderate elastic modulus （75 GPa） and good elongation （15 %） for biomedical implants.

关键词： near β-ti alloy Microstructures Phase transformation Mechanical properties

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