导读:本文包含了细晶钛合金论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:钛合金,细晶,轻稀有金属合金,氢处理
细晶钛合金论文文献综述
吴全兴[1]（2016）在《氢处理细晶钛合金的拉伸性能及其在牙科上的应用》一文中研究指出氢处理是能够使钛合金晶粒尺寸达1μm以下的为数较少的方法之一。利用这种方法可以使α+β型钛合金Ti-6Al-4V及富β的α+β型钛合金Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe获得晶粒尺寸小于0.5μm的等轴细晶组织,使合金具有优异的超塑性能。日本学者中东润对这两种合金进行氢处理,研究其常温性能及超(本文来源于《钛工业进展》期刊2016年06期）
李玉华[2]（2016）在《高性能医用超细晶钛合金的成分设计、形成机理及其组织性能研究》一文中研究指出非晶晶化法在制备纳米晶／超细晶材料方面具有独特优势；多孔材料力学性能可大幅度调控。基于此,本文的研究目标是采用粉末固结技术结合非晶晶化法,制备出极低模量(与人骨接近或匹配,30GPa)、高强度的超细晶医用钛合金,为生物相容性和力学相容性优异的高性能生物医用材料的制备提供一种方法。首先,从提高生物相容性、力学相容性、及非晶形成能力(GFA)角度出发,根据d-电子合金设计理论、Inoue叁原则、热力学Miedema理论、Mo当量、电子浓度e/a和[团簇](连接原子)x结构模型设计了Ti70.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67、Ti68.0Nb23.33Zr5.0Tai.67Si2.0 、 Ti65.0Nb23.33Zr5..Tai.67Si5.0 (at.%,含Si合金体系),及Ti72.19Nb16.69Zr5.58Fe5.54、 Ti71.08Nb16.69Zr5.58Ta1.11Fe5.54、Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Fe5.0(含Fe合金体系)六种医用钛合金成分；并对钛合金成分的GFA、弹性模量进行了理论预测和解析。这为高性能医用钛合金成分的设计提供了充分的理论支持。其次,选取Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Si5.0合金成分,通过机械合金化制备非晶粉末,基于晶化动力学模型,研究了非等温和等温晶化条件下超细晶块体钛合金的形成机理。结果表明：非晶粉末晶化过程分为两个阶段,分别析出β-Ti和(Ti,Zr)2Si相；第一阶段晶化激活能小于第二阶段,有利于形成β-Ti为基体、(Ti,Zr)2Si为第二相的两相结构；非等温和等温晶化机制差异不大,第一阶段是体扩散控制的叁维、二维形核长大方式,第二阶段是体扩散控制的叁维形核长大方式,形核率先增后减；非等温晶化与等温晶化相比,由于保温时间短,长大率较低,合成的块体合金晶粒尺寸较小、屈服强度较高；等温晶化高温与低温相比,由于形核率较高,合成的块体合金晶粒尺寸较小、屈服强度较高。实验结果从晶化动力学角度,揭示了非等温和等温晶化机制与超细晶块体合金微观组织和力学性能的内在关系,为采用粉末固结-非晶晶化法制备高性能超细晶医用钛合金提供了理论和实践指导。第叁,采用机械合金化法制备了六种非晶／纳米晶粉末。结果表明：Si含量对含Si合金体系GFA影响显着,合金GFA随Si含量增加而增强。当Si=0时,球磨终态粉末为纯纳米晶；当Si=2at.%时,球磨终态粉末为非晶／纳米晶复合结构；只有Si=5at.%时,球磨终态粉末为纯非晶结构。此外,微量Fe添加是含Fe合金体系具有GFA的主要因素,Nb含量对含Fe合金体系GFA没有明显的影响。由于Fe含量相近,球磨终态粉末都为非晶／纳米晶复合结构。六种合金成分中,Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Si5.0的GFA最高。第四,采用SPS-非晶晶化法快速固结非晶／纳米晶粉末制备近全致密超细晶块体含Si与含Fe钛合金。结果表明：Si含量对块体含Si钛合金微观组织和力学性能产生了定的影响。当Si=0时,合金为纯β-Ti；当Si=2.5at.%时,合金为β-Ti基体包围等轴晶(Ti,Zr)2Si增强相的两相结构。随Si含量增加,(Ti,Zr)2Si增多,合金弹性模量、屈服强度和断裂强度有所增加,断裂应变有所减小。当Si=2.5at.%时,块体合金具有较好的综合力学性能,其断裂应变高达58-66%,屈服强度和断裂强度分别为1143-1347MPa和2793-3267MPa,同时弹性模量低至37-40GPa,是目前文献报道的医用β型钛合金中的极低值,非常接近人骨的弹性模量。同时,Nb含量对块体含Fe钛合金的力学性能产生了较大的影响。当Nb=23.33 at.%时,合金具有显着的塑性；当Nb=16.69at.%时,合金塑性较差。力学性能的差异主要由块体合金微观组织决定。当Nb=23.33 at.%时,合金主要由β-Ti和FeTi2及少量α-Ti叁相组成；当Nb=16.69at.％时,合金主要由β-Ti和α-Ti及少量FeTi2叁相组成。Nb含量越高,合金中β-Ti含量越高,α-Ti含量越低,合金的塑性越好。当Nb=23.33 at.%时,块体合金具有较好的综合力学性能,其弹性模量、断裂应变、断裂强度和屈服强度分别为65GPa.23.4%.2872MPa和2247MPa；与含Si块体钛合金相比,其弹性模量偏高,主要由微观组织决定。第五,为进一步降低近全致密块体合金的弹性模量,优选高强低模Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Si5.0(TNZTS)和Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Fe5.0(TNZTF)合金成分,采用粉末固结-非晶晶化法制备了不同造孔剂含量的多孔细晶块体钛合金。结果表明：造孔剂含量对多孔块体合金的相组成没有显着的影响,对孔隙结构和力学性能产生了较大影响。多孔TNZTS合金由β-Ti和(Ti,Zr)2Si两相组成,多孔TNZTF合金由β-Ti、α-Ti和FeTi2叁相组成。随造孔剂含量增加,孔隙率线性增加、孔径增大、孔隙不规则度增加,弹性模量和压缩强度线性下降。由于微观组织不同,多孔TNZTF合金具有较高的强度,其孔隙率和压缩强度分别为50-56%197-327MPa,同时弹性模量降低至9.7-12.2GPa,与人骨相匹配。在如此高孔隙率下,获得的强度是目前文献报道的医用多孔钛合金中的较高值。同时,选取Ti72.19Nb16.69Zr5.58Fe5.54(TNZF)合金成分,分别固结TNZF元素粉和非晶粉制备多孔块体合金。结果表明：在相同的制备工艺下,固结非晶粉制备的多孔块体合金不仅相区尺寸小、相分布均匀且压缩强度高,突出了非晶晶化法在制备医用多孔钛合金中的独特优势。最后,优选近全致密高强低模超细晶块体TNZTS和TNZTF合金,对其耐摩擦磨损性能和电化学性能进行研究,并与常见的铸造Ti-6A1-4V ELI(TAV ELI)和纯钛(CP Ti)医用棒材进行比较。结果表明：在Hank's平衡盐溶液中,TNZTF和TNZTS具有相对较好的耐摩擦磨损性能,CP Ti相对最差,四种材料的磨损量是TNZTF<TNZTS<TAV ELI＜CP Ti; TNZTS和TNZTF具有相对较好的耐腐蚀性能,CP Ti相对最差,四种材料的耐蚀性是TNZTS>TNZTF>TAV ELI>CP Ti 。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-04-25）
王苗,杨延清,罗贤[3]（2013）在《超细晶钛合金的制备及性能研究现状》一文中研究指出总结了目前国内外超细晶钛合金的制备方法,主要包括大变形法、氢处理法和热机械处理法等,并评述了其显微组织和力学性能。采用以上方法获得的超细晶钛合金均表现出优异的力学性能,但室温延展性还有待进一步提高。分析了各种制备方法的优缺点,提出了获得更好性能匹配的相关策略。(本文来源于《材料导报》期刊2013年13期）
姚再起[4]（2010）在《生物医用超细晶钛合金及其表面改性》一文中研究指出高强度、低弹性模量且不含有害元素的医用钛材的成分、组织结构优化及其表面改性成为当前生物医用植入材料领域的研究热点之一。超细晶/纳米晶结构钛和钛合金由于其优良的力学相容性和生物相容性,在硬组织修复材料领域具有广阔的应用前景。植入体表面的活化处理和多孔结构设计可诱导骨组织向内生长,增加界面结合强度、加快骨修复进程,从而改善治疗效果。超细晶/纳米晶结构钛和钛合金的制备工艺、微观结构、细化机制和化学/电化学反应特性等值得深入研究。为了研发兼备优良力学性能和表面性能的硬组织替代材料,本文在超细晶钛合金的制备、表征、表面改性及其理论探讨等方面做了如下工作：1.制备了3种超细晶钛材,对材料的微观结构、形成机理、力学性能、热稳定性及其在模拟体液中的耐蚀性能进行研究,分析其用于硬组织替代材料的可行性。钛表面高能喷丸(HESP)处理工艺制备了表面粗糙度(Ra)-4.8μm、厚度>40μm、晶粒直径(D)-100nm的超细晶层。由OM、XRD、TEM和HRTEM逐层分析变形层微观结构和应力分布的结果表明：高能喷丸处理中,钛表层剧烈塑性变形,首先产生一定量位错,随后变形以孪生为主,产生多系孪晶且发生强烈交割作用,使晶粒不断细化,最终在大的应变量、高应变速率和多方向重复载荷作用下,形成等轴状、随机取向的纳米-亚微米晶粒。经450℃退火处理的样品晶粒尺寸增加不明显,晶体缺陷减少。由于HESP样品表面粗糙度增加、存在宏观缺陷,表面层(0-40μm)在模拟体液中的耐蚀性能有所下降；次表层(40-70μm)内部存在大量非平衡态的界面和位错等,易形成钝化膜,耐蚀抗力改善,但钝态稳定性较差。通过等径角挤压(ECAP)工艺制备了在横截面方向晶粒直径约为200nm、强度增加到1050 MPa的大块超细晶纯钛。经热轧及后续冷轧制备的纳米α+β双相Ti2448钛合金板材达到高强度(～1150 MPa)和低弹性模量(～65 GPa)的最佳结合,且不引入有害合金元素。2.采用在(CH3COO)2Ca·H2O和NaH2PO4·2H2O混合电解液中的微弧氧化处理工艺,在超细晶ECAP Ti上制备含羟基磷灰石(HA)的多孔结构生物活性氧化层。通过SEM、EDX、XRD、XPS、TEM和EELS等测试手段,对比研究经不同反应时间超细晶钛和粗晶钛表面氧化层的相组成、成份、表面形貌、厚度及微观结构等,分析多孔活性氧化层的形成机理,揭示晶粒细化对微弧氧化行为的影响：含有大量非平衡态的缺陷和晶界的超细晶结构提高了氧、钙、磷等元素的扩散能力,加速了晶态钙磷化合物的生成。相同条件下,超细晶钛表面氧化层的钙、磷含量和钙磷比明显高于粗晶钛上的。经20 min反应的细晶钛表面氧化层中形成纳米晶HA和α-Ca3(PO4)2相,在模拟体液中浸泡2天即可形成类骨磷灰石层,表明其具有优良的生物活性。通过纳米压痕仪和EBSD研究超细晶钛在微弧氧化过程中的热稳定性：对比原始ECAP Ti,20 min反应后的钛基体硬度下降8%到～2.9 GPa,但仍远高于粗晶钛的～1.5 GPa。超细晶ECAP Ti经过合适的微弧氧化处理可获得力学性能和表面生物学性能俱佳的硬组织植入材料。3.在100℃的5 mol/L NaOH溶液中处理的HESP Ti与CP Ti表面均形成颗粒状的钛酸钠。HESP工艺提高钛表面在碱液中的反应活性,表面颗粒大且多,加速了碱热处理钛表面HA的沉积速度；较大的表面粗糙度提高了矿化层与基体的结合力；在90℃下经5 mol/L NaOH溶液处理的两类钛表面均形成纳米网状结构。两类样品改性层的表面形貌及矿化能力差异不明显：在模拟体液中浸泡14天,样品表面均形成半球状的HA颗粒；HESP Ti表面的HA颗粒较大,某些区域已扩展成层。由Ca(NO3)2·4H2O和P2O5制备前驱溶液,采用溶胶-凝胶法制备高结晶度的晶粒尺寸为5-10 nm的高纯HA粉末。在HESP Ti表面涂覆的HA层与基体的拉伸强度可达18.0MPa,拉伸时于HA层内部断裂,可见基层结合力大于18.0 MPa。CP Ti基体与HA层的结合力为9.0 MPa,断口在基层的界面处。HESP Ti表面涂层由于其细小的针状组织而具良好的抗凝血性能；高能喷丸超细晶预处理促进晶态α-Ca3(PO4)2在微弧氧化过程中在钛表面的形成,有效改善表面生物活性；粗糙钛表面上形成的氧化层与基体具有微机械咬合作用,可提高基体和氧化层的结合力。4.在Ti2448钛合金表面采用微弧氧化法制备含钙、磷元素的多孔氧化层,材料的腐蚀性能、血液相容性等得到改善,基体的力学性能保持稳定(硬度下降3%、弹性模量基本不变),但其生物活性改善不明显。为进一步提高钛合金表面氧化层的生物活性,通过后续浓碱处理在其上制备纳米结构的钛酸钠层(孔径～100 nm),氧化层中磷元素溶解。通过SEM、EDX、XRD和XPS等分析碱处理对氧化层组织、成分和形貌等的影响。在模拟体液中的矿化试验表明,表层Na+和溶液中H3O+交换,形成了Ti-OH,表面带负电,促进了Ca2+和PO43-交替吸附,依次形成钛酸钙、磷酸钙和磷灰石。在矿化过程中,微弧氧化层中的高含量的Ca2+易扩散到模拟体液中,保持体液中Ca2+的过饱和度,从而增加磷灰石生长动力。经20 min氧化及碱处理样品在模拟体液中浸泡10天即可产生类骨磷灰石层,体现出良好生物活性。建立了微弧氧化及后续碱处理工艺的生物活化机制和在模拟体液中的矿化模型。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-05-01）
周水亮,陶军,郭德伦[5]（2009）在《TC21细晶钛合金TIG焊接接头组织及力学性能研究》一文中研究指出开展了不同晶粒尺寸的细晶粒TC21钛合金的TIG焊接实验,研究了母材及接头组织和力学性能。结果表明:细晶粒TC21钛合金TIG焊接接头抗拉强度达到母材的95%左右,焊接性较好;但是焊接接头脆化严重,伸长率和断面收缩率均较低。焊缝中心和热影响区组织相似,为α′马氏体组织。相同焊接规范下,2μm的细晶TC21合金焊缝及热影响区为片状或长粒状α′组织;而7μm的细晶TC21合金接头中α′丛的尺寸较小且相互交错,形成针状或短粒状α′组织。硬度测试表明:靠近母材的热影响区细晶区存在一个软化区,该区域硬度最低,而焊缝中心与热影响区粗晶区分界处(细晶过渡区(FTZ))也存在硬度的下降,不过此区域下降幅度不大。常温拉伸断口呈准解理断裂特征,随着母材晶粒度的增大,焊接接头解理特征越明显。(本文来源于《航空材料学报》期刊2009年06期）
杨勇[6]（2009）在《细晶钛合金超塑性扩散连接的微观组织及元素扩散行为》一文中研究指出钛合金是20世纪发展起来的一种重要的金属材料,因其优异的性能而被广泛用于许多领域。本文研究了不同晶粒度的细晶TC4合金和TC21合金在不同工艺条件下的超塑性扩散连接行为,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜及电子探针等分析检测手段,对其超塑性扩散连接行为、接头微观组织、元素分布及断裂机制等进行了研究。超塑性扩散连接试样抗剪切实验结果表明,920℃时TC4合金的抗剪切强度最大。TC4合金搭接试样的剪切断口,并非单一的断裂方式,而是塑性断裂和脆性断裂相结合,其中脆性断口占较大区域。并且TC4合金晶粒越细小,其接头塑性越好。微观组织分析表明,在TC4合金和TC21合金超塑性扩散连接工艺中晶粒越细小,获得的扩散连接接头质量越高。这是由于钛合金扩散连接过程中合金原子以晶界扩散为主,晶粒越细小、晶界数量越多,原子扩散能力强,因而焊合率高。经扩散连接后,在钛合金超塑性扩散连接接头处可获得晶粒细小的等轴组织。这是由于在实验过程中,试样两侧施加一定强度的气压,在扩散连接接头处有一定的变形量,促使接头处的晶粒发生动态再结晶,从而获得细小的等轴晶粒。对扩散连接接头元素分布进行观察,结果表明,TC4合金扩散连接接头处Ti元素含量过渡平缓,Al、V元素分布有一个坡度变化,并且Al元素较V元素坡度稍有缓和,表明Al元素相对V元素更易扩散。TC21合金扩散连接接头处有较多的β相元素分布,表明在扩散连接过程中,TC21合金中的β相稳定元素更活跃,扩散能力较强。(本文来源于《大连理工大学》期刊2009-05-01）
刘波[7]（2008）在《TC21细晶钛合金超塑性变形行为与断裂特征》一文中研究指出本文研究了初始晶粒度分别为2μm、4μm和7μm TC21细晶钛合金的超塑性能及超塑性变形过程中的组织演变、断裂机制和变形机理,为合金的应用提供理论依据。在860℃～950℃温度范围和1×10~(-3)s~(-1)～5×10~(-4)s~(-1)应变速率范围内对合金进行了超塑性拉伸,拉伸结果表明TC21合金的超塑性能优异,晶粒度为2μm的试样在最佳变形温度(890℃)与最佳应变速率(5×10~(-4)s~(-1))条件下,断裂延伸率高达1400%。实验条件范围内,晶粒度为2μm和4μm试样的应力敏感指数m大于0.5,极值达到0.87,晶粒度7μm试样的m值在0.3～0.45之间。利用金相显微镜对变形组织进行观察,发现变形会诱发两相晶粒沿拉伸轴方向联接长大,变形主要在β相内。变形初期,晶粒间不断协调,力求达到平衡态,动态再结晶现象明显,静态晶粒长大占主导地位;当应变量达到一定值时,组织很快达到动态平衡,进入高度稳定状态,从而保证合金获得优异的超塑性能。扫描电镜对断裂表面的观察结果表明:晶粒度为2μm与4μm的试样因微小空洞的聚集连接而断裂,断口宏观形貌为“点状”,微观SEM形貌由大小、深浅不同的韧窝组成;晶粒度7μm的试样断口形式为“刀尖形”,可能因解理而开裂,最终以滑移方式分离,因而在断裂表面留下形貌学上的信息。晶粒度为2μm与4μm试样的主要变形机制为晶界滑动。高温低应变速率下,晶界原子扩散控制的位错蠕变是主要的变形协调机制。随着应变速率的升高,温度的降低,原子扩散能力减弱,位错运动协调机制逐渐占主导地位。利用透射电镜在变形α相内观察到规则排列的位错墙。晶粒度为7μm试样的变形激活能值远大于纯钛的体扩散激活能,其变形属于高温塑性变形范畴,以晶内变形为主。(本文来源于《大连理工大学》期刊2008-05-01）
金秋亚,黄继华,侯金保,张蕾,滕俊飞[8]（2006）在《细晶钛合金的制备方法》一文中研究指出综述了细晶钛合金的制备方法,包括机械合金化、氢处理、压缩变形等。钛合金具有密度小、比强度高、抗腐蚀等优点,广泛应用于航空、航天、军事、化工等领域,如果将钛合金晶粒细化,就会显着提高其力学性能,降低超塑性温度,提高钛合金材料服役性能,从而扩大其应用领域和范围。(本文来源于《航天制造技术》期刊2006年05期）
方晓强,李淼泉,林莺莺[9]（2006）在《应用等通道转角挤压(ECAP)技术制备超细晶钛合金》一文中研究指出等通道转角挤压(equal channel angular pressing,ECAP)是一种强塑性变形技术,能有效细化材料的微观组织,提高材料性能,改善难变形材料的成形性。简述了ECAP技术制备超细晶钛合金的原理和技术现状,分析了不同工艺参数对钛合金ECAP变形过程和材料性能的影响以及晶粒细化的微观机制。(本文来源于《材料导报》期刊2006年10期）
龙雁,李元元,李小强,王郡文,张大童[10]（2006）在《机械合金化-真空烧结法制备致密细晶钛合金》一文中研究指出采用机械合金化-真空烧结方法制备出致密细晶钛合金(Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo),并研究了球磨时间、烧结温度等制备条件对烧结材料密度和显微组织的影响规律。结果表明,随着球磨时间的增加,钛合金烧结材料的密度逐渐升高,显微组织从初生α相+针状的转变β组织逐步转化为细等轴状的α+β组织,并且其晶粒尺寸逐渐减小。当球磨时间为40h,烧结温度为1200℃时,烧结材料的相对密度达到99.1%,平均晶粒尺寸仅为2μm。(本文来源于《特种铸造及有色合金》期刊2006年09期）
细晶钛合金论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
非晶晶化法在制备纳米晶／超细晶材料方面具有独特优势；多孔材料力学性能可大幅度调控。基于此,本文的研究目标是采用粉末固结技术结合非晶晶化法,制备出极低模量(与人骨接近或匹配,30GPa)、高强度的超细晶医用钛合金,为生物相容性和力学相容性优异的高性能生物医用材料的制备提供一种方法。首先,从提高生物相容性、力学相容性、及非晶形成能力(GFA)角度出发,根据d-电子合金设计理论、Inoue叁原则、热力学Miedema理论、Mo当量、电子浓度e/a和[团簇](连接原子)x结构模型设计了Ti70.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67、Ti68.0Nb23.33Zr5.0Tai.67Si2.0 、 Ti65.0Nb23.33Zr5..Tai.67Si5.0 (at.%,含Si合金体系),及Ti72.19Nb16.69Zr5.58Fe5.54、 Ti71.08Nb16.69Zr5.58Ta1.11Fe5.54、Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Fe5.0(含Fe合金体系)六种医用钛合金成分；并对钛合金成分的GFA、弹性模量进行了理论预测和解析。这为高性能医用钛合金成分的设计提供了充分的理论支持。其次,选取Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Si5.0合金成分,通过机械合金化制备非晶粉末,基于晶化动力学模型,研究了非等温和等温晶化条件下超细晶块体钛合金的形成机理。结果表明：非晶粉末晶化过程分为两个阶段,分别析出β-Ti和(Ti,Zr)2Si相；第一阶段晶化激活能小于第二阶段,有利于形成β-Ti为基体、(Ti,Zr)2Si为第二相的两相结构；非等温和等温晶化机制差异不大,第一阶段是体扩散控制的叁维、二维形核长大方式,第二阶段是体扩散控制的叁维形核长大方式,形核率先增后减；非等温晶化与等温晶化相比,由于保温时间短,长大率较低,合成的块体合金晶粒尺寸较小、屈服强度较高；等温晶化高温与低温相比,由于形核率较高,合成的块体合金晶粒尺寸较小、屈服强度较高。实验结果从晶化动力学角度,揭示了非等温和等温晶化机制与超细晶块体合金微观组织和力学性能的内在关系,为采用粉末固结-非晶晶化法制备高性能超细晶医用钛合金提供了理论和实践指导。第叁,采用机械合金化法制备了六种非晶／纳米晶粉末。结果表明：Si含量对含Si合金体系GFA影响显着,合金GFA随Si含量增加而增强。当Si=0时,球磨终态粉末为纯纳米晶；当Si=2at.%时,球磨终态粉末为非晶／纳米晶复合结构；只有Si=5at.%时,球磨终态粉末为纯非晶结构。此外,微量Fe添加是含Fe合金体系具有GFA的主要因素,Nb含量对含Fe合金体系GFA没有明显的影响。由于Fe含量相近,球磨终态粉末都为非晶／纳米晶复合结构。六种合金成分中,Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Si5.0的GFA最高。第四,采用SPS-非晶晶化法快速固结非晶／纳米晶粉末制备近全致密超细晶块体含Si与含Fe钛合金。结果表明：Si含量对块体含Si钛合金微观组织和力学性能产生了定的影响。当Si=0时,合金为纯β-Ti；当Si=2.5at.%时,合金为β-Ti基体包围等轴晶(Ti,Zr)2Si增强相的两相结构。随Si含量增加,(Ti,Zr)2Si增多,合金弹性模量、屈服强度和断裂强度有所增加,断裂应变有所减小。当Si=2.5at.%时,块体合金具有较好的综合力学性能,其断裂应变高达58-66%,屈服强度和断裂强度分别为1143-1347MPa和2793-3267MPa,同时弹性模量低至37-40GPa,是目前文献报道的医用β型钛合金中的极低值,非常接近人骨的弹性模量。同时,Nb含量对块体含Fe钛合金的力学性能产生了较大的影响。当Nb=23.33 at.%时,合金具有显着的塑性；当Nb=16.69at.%时,合金塑性较差。力学性能的差异主要由块体合金微观组织决定。当Nb=23.33 at.%时,合金主要由β-Ti和FeTi2及少量α-Ti叁相组成；当Nb=16.69at.％时,合金主要由β-Ti和α-Ti及少量FeTi2叁相组成。Nb含量越高,合金中β-Ti含量越高,α-Ti含量越低,合金的塑性越好。当Nb=23.33 at.%时,块体合金具有较好的综合力学性能,其弹性模量、断裂应变、断裂强度和屈服强度分别为65GPa.23.4%.2872MPa和2247MPa；与含Si块体钛合金相比,其弹性模量偏高,主要由微观组织决定。第五,为进一步降低近全致密块体合金的弹性模量,优选高强低模Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Si5.0(TNZTS)和Ti65.0Nb23.33Zr5.0Ta1.67Fe5.0(TNZTF)合金成分,采用粉末固结-非晶晶化法制备了不同造孔剂含量的多孔细晶块体钛合金。结果表明：造孔剂含量对多孔块体合金的相组成没有显着的影响,对孔隙结构和力学性能产生了较大影响。多孔TNZTS合金由β-Ti和(Ti,Zr)2Si两相组成,多孔TNZTF合金由β-Ti、α-Ti和FeTi2叁相组成。随造孔剂含量增加,孔隙率线性增加、孔径增大、孔隙不规则度增加,弹性模量和压缩强度线性下降。由于微观组织不同,多孔TNZTF合金具有较高的强度,其孔隙率和压缩强度分别为50-56%197-327MPa,同时弹性模量降低至9.7-12.2GPa,与人骨相匹配。在如此高孔隙率下,获得的强度是目前文献报道的医用多孔钛合金中的较高值。同时,选取Ti72.19Nb16.69Zr5.58Fe5.54(TNZF)合金成分,分别固结TNZF元素粉和非晶粉制备多孔块体合金。结果表明：在相同的制备工艺下,固结非晶粉制备的多孔块体合金不仅相区尺寸小、相分布均匀且压缩强度高,突出了非晶晶化法在制备医用多孔钛合金中的独特优势。最后,优选近全致密高强低模超细晶块体TNZTS和TNZTF合金,对其耐摩擦磨损性能和电化学性能进行研究,并与常见的铸造Ti-6A1-4V ELI(TAV ELI)和纯钛(CP Ti)医用棒材进行比较。结果表明：在Hank's平衡盐溶液中,TNZTF和TNZTS具有相对较好的耐摩擦磨损性能,CP Ti相对最差,四种材料的磨损量是TNZTF<TNZTS<TAV ELI＜CP Ti; TNZTS和TNZTF具有相对较好的耐腐蚀性能,CP Ti相对最差,四种材料的耐蚀性是TNZTS>TNZTF>TAV ELI>CP Ti 。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
细晶钛合金论文参考文献
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