形变热处理对ti-7.5nb-4mo-2sn合金的织构及超弹性的影响

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1、学校代码10530学号201510131274分类号TG146.2密级公开硕士学位论文形变热处理对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金的织构及超弹性的影响学位申请人陈旺指导教师林建国教授学院名称材料科学与工程学院学科专业材料科学与工程研究方向材料学二零一八年五月TheeffectsofthermomechanicaltreatmentonthetextureandsuperelasticityofTi-7.5Nb-4Mo-2SnalloysCandidateWangChenSupervisorProfessorJiangu

2、oLinCollegeSchoolofMaterialsScienceandEngineeringProgramMaterialsScienceandEngineeringSpecializationMaterialsScienceDegreeEngineeringMasterUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018湘潭大学硕士学位论文摘要-钛基形状记忆合金具有低密度、较高的比强度、良好的生物相容性、较好的超弹性等，作为生物移植材料，有着广阔的应用前景。然而，与传统的NiTi形状记

3、忆合金相比，该合金的超弹性应变回复率还较低。如何提高β钛合金的超弹性，是该合金得到实际应用所要解决的一个关键问题。热机械处理（冷变形后退火）可以在合金中产生大量的位错，同时细化晶粒，从而提高合金的马氏体相变诱发应力，改善合金的超弹性能。众所周知，合金在进行冷轧变形后，会产生变形织构，而在随后的再结晶退火过程中，也会导致再结晶织构的形成。而-钛基形状记忆合金的马氏体相变和超弹性能对合金的织构组分及其含量十分敏感，研究不同变形量和退火温度对β钛合金的显微组织（包括织构）演变规律及其对超弹性能的影响，对提高该合金的超弹性有着重

4、要意义。因此，本文以型Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金为研究对象，采用不同轧制量（40%、75%和95%）对该合金进行室温轧制，然后在不同退火温度下（650℃、750℃和850℃）对该合金进行再结晶退火处理，研究了变形量和退火温度对合金显微组织、织构的演变规律以及超弹性的影响。主要的研究内容和结果如下：（1）研究了冷轧变形量对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金再结晶温度的影响，并研究了退火温度对冷轧变形合金显微组织的影响。研究结果表明：随着轧制形变量的增大，该合金的再结晶温度降低，冷轧变形量为40%、75%和95%

5、的合金再结晶温度分别约为755℃、700℃和660℃。Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn在经过轧制量为40%，75%和95%冷轧变形后，合金中主要由相组成，在经过650-850℃退火处理后，合金发生了再结晶，形成了细小的等轴组织，而且随着变形量的增加，在相同温度下退火后得到的再结晶晶粒减小。（2）研究了冷轧变形量对合金变形织构的影响。研究结果表明，经过不同变形量冷轧后，合金产生了{111}<110>、{111}<112>及{001}<110>型轧制织构。而且随着轧制形变量的增加，冷轧织构的强度也随之增大，最终以{111}<

6、112>型织构以及{111}<110>型织构为织构强点。（3）研究了退火温度对不同轧制量Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金的再结晶织构的影响。研究结果表明，冷轧形变量越大，其冷轧织构及再结晶织构强度越高，经过650℃退火后，合金中γ取向线的织构强度最高，而在更高温度下退火（750℃和850℃）时，γ取向线的织构强度变弱。因此，经过650℃下退火，合金能得到的再结晶织构强度最强，其中以{111}<112>型织构为最强点。（4）研究了轧制变形量和退火温度对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金超弹性的影响。I湘潭大学硕士学位论

7、文研究结果表明，冷轧变形量和再结晶退火温度对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金的超弹性有着重要影响，经过95%冷轧变形，并在650℃退火后的合金表现出较好的超弹性，其应变回复率为71.5%，细小的等轴状组织和较强的{111}<112>再结晶织构，可以有效提高合金的超弹性能。关键词：β钛合金；冷轧；织构；超弹性II湘潭大学硕士学位论文AbstracttypeTi-basedshapememoryalloysshowimportantapplicationprospectsastheimplantmaterialsduet

8、otheirexcellentproperties,suchas,lowdensity,highspecificstrength,lowelasticmodulus,goodbiocompatibilityandgoodsuperelasticity,etc.However,incomparisonwi